作（zuò）者 ： 曹（cáo）京霞，弭光寶，蔡建明，高帆，周毅，黃旭，曹春曉
( 中國（guó）航發北京航空材料研究院******鈦合（hé）金航（háng）空科技重點實驗室，北（běi）京100095)
摘要： 高溫鈦合金製造技術已成為******航空發動機技術的核心與關鍵，近年來受到高度重視（shì）。在簡要回顧（gù）新型高溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合物合金發展的（de）基礎上，從大規格鑄錠熔煉、擠壓（yā）開坯、整體葉（yè）盤模鍛、環件軋（zhá）製及零件機加工等方麵介紹這些（xiē）高溫鈦（tài）合金製造技術研究所取（qǔ）得的重要進展。***後，提出我國高溫鈦合金應用研究中需要重點關注的問題以及進一步發展的建議。
關（guān）鍵詞： 高溫鈦合金； 鑄錠熔煉； 擠壓開坯； 整體葉盤模鍛； 環件軋製； 零件（jiàn）加工
引（yǐn）言
航空發動機性能的提高與新型（xíng）高（gāo）溫鈦合金和******結構設計（jì）的協同應用密不可分。我國從20 世紀90年代加快了新型高溫鈦合金材料的研究進程，開展了550 ℃高溫鈦合金、600 ℃高溫鈦合金、阻燃鈦合金以及Ti-Al 係金屬間化合物合金等新材料的研製。在高溫鈦合金（jīn）方麵，國內自主研發的******代含稀土Nd 的550 ℃高溫鈦合金（ TA12） 和600 ℃高溫鈦合金（ Ti60） 具有優異的熱強性能，但由於焊（hàn）接技術方（fāng）麵的研究儲備不足，以及（jí）稀土相易在焊縫區域晶界處偏聚易（yì）造（zào）成接頭脆性斷裂等問題沒有（yǒu）得到有效解（jiě）決，未在航空發動機上獲（huò）得實際（jì）應用。基於電子濃度理論，在適當利用α2相強化和矽化物析出相強化的同時，以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 合金係（xì）為（wéi）基礎加入Nb、Ta 元素，進一步提高多元素複合固溶強化（huà）的效果，研發了第二代具有良好熱強性（xìng）能、良好鍛造加（jiā）工和焊接性能的550 ℃高溫鈦合金（ TA32） 和600 ℃ 高溫（wēn）鈦合金（ TA29、TA33 ） 。TA29 和TA33 鈦合金（jīn）在成分上差異（yì）較小，而性能水平存在的差（chà）異主要取決於工藝控製因素。在第二代（dài）600 ℃高溫（wēn）鈦合金的基礎上，通過（guò）添加W 元素、提（tí）高Ta 元素含量，進一（yī）步開發了650 ℃ 高溫鈦合金（ Ti65） ，使得固溶強化（huà）型高溫鈦合金的長時使用溫度有望突破（pò）傳統的（de）600 ℃熱障溫（wēn）度。在阻燃鈦合金研究（jiū）方麵，研發了2 個耐溫級別的（de）Ti-V-Cr 係阻燃鈦（tài）合金，分別是500 ℃ 長期使用的TB12 阻燃鈦合金（ Ti40） 和550 ℃長期（qī）使用的TF550 阻燃鈦合金。對TB12 和TF550 鈦合金的阻燃性能及綜合力學性能的研究表明，這兩個（gè）合金具有相近的阻燃性能，V 元素含量差異主要影響材料（liào）的（de）熱強性能。在Ti-Al 係金屬間化合物合（hé）金研究方麵，全麵開展了（ α2 +O + B2） 三相Ti3Al 合金（jīn）、O 相為基的Ti2AlNb 合金以及γ-TiAl 合金的研究，Ti-Al 係金屬間化合物合金長（zhǎng）時使（shǐ）用溫度達到650 ～ 800 ℃。
當（dāng）前，我國新型600 ℃高溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合（hé）物合金等材料基本完成實（shí）驗室（shì）階段的探索研究，逐步進入工程化研究與應用（yòng）階段。鈦合金熱加工設備的升級換代（dài），大型裝（zhuāng）備的應用，海（hǎi）綿鈦、中間（jiān）合金質量的（de）提高（gāo），均有力促進了新材料開發及製造（zào）技術研究（jiū）。因此（cǐ），重點介紹近（jìn）十年來我國航空發（fā）動機用600 ℃高（gāo）溫（wēn）鈦合金、阻（zǔ）燃鈦合金（jīn）以及Ti-Al 係金屬間化合物合金在鑄錠、鍛件及典型（xíng）零件等製（zhì）造技（jì）術研究方麵取得的***新進展，並對進一步的研究方向提出建議。
1 高溫鈦合金製造技術（shù）研究
1. 1 新型高合金化合金鑄錠製備。真空自耗熔煉工藝是（shì）鈦合金鑄錠製備普遍采用（yòng）的工藝，其主要工序包括電極塊製備、焊接和真空（kōng）自耗2 ～ 4 次熔煉。除了真空自耗電弧熔煉爐，******配套設備的應用在鈦合金優質鑄錠製備中也起（qǐ）到了關鍵作用，如自動稱重和混布料係統、真空等離子焊箱等。新（xīn）型600 ℃ 高溫鈦合（hé）金、阻燃鈦合金和Ti3Al 合金都已實現3 t 級工業鑄錠的製（zhì）備，突破了高合金化鑄（zhù）錠成分均勻性控製的關鍵技術。
高合金化是新型高溫鈦合金和Ti-Al 係（xì）金屬間化合物合金的顯著特點，幾種典型高溫鈦合金（jīn）的名義（yì）成分如表1 所示。從表1 可見，TA29、TA33 鈦合金的（de）合金化元素總量分別接近17% 和16%，TD3、Ti2AlNb 合（hé）金的合金化元素總量分別接近43% 和（hé）54%，且合金化元素熔點、密（mì）度差異均較大，因此這些新材料鑄錠製備難度顯著高於普通的TC4、TC11 等鈦合（hé）金。高熔點元素（ 如Ta、Nb、Mo 等） 一般以Al-X、Ti-X 或Al-X-Y 三元中（zhōng）間合金的形式加入。對於高溫鈦合金（jīn），其原料中海（hǎi）綿鈦占比超過80%，海綿鈦能夠很好地將中間合金粘結（jié），電極塊強度基本有所保障。但對於（yú）Ti3Al 合金，其原料中海綿鈦占比（bǐ）不到60%，Ti2AlNb 合金原料（liào）中海綿鈦占比更（gèng）低（dī），電極塊強（qiáng）度控製問題非常突出（chū），工藝不恰當就會造成（chéng）電極塊開裂，或電極（jí）塊強度偏低，在搬運、焊接和熔煉時發生掉塊，影響鑄錠成（chéng）分控（kòng）製。
目前的解決方法主要是優選中間（jiān）合金（jīn）和優化混布料工（gōng）藝。圖1 為北京航空材料研究院（yuàn）采用（yòng）真空自耗熔煉工（gōng）藝製備的TD3 鈦合金3 t 鑄錠（600 mm） 照片及鑄錠頭、中、尾外圓周取樣的成分分析結果，可見合（hé）金元素Al、Nb、Mo 分布均比較均勻。
圖1 TD3 鈦（tài）合金鑄錠( 600 mm) 照片（piàn）及化學成分
Fig. 1 Photo of 600 mm TD3 titanium alloy ingot( a)
and chemical composition( b)
與上述高溫鈦合金（jīn）不同，Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金不含Al 元素（sù），且合金（jīn）元素的質量分數超過（guò）40%，同樣（yàng）存在原料中海綿鈦占比少的問題，V、Cr 元素的加入方式非（fēi）常（cháng）關鍵。在認識阻燃合金化原理的基礎上，通過在合金元素加入方式以（yǐ）及電極結構上的創新，實現了TB12 和TF550 鈦合金3 t 級工業鑄錠（620 mm） 的製（zhì）備，從根本上解決（jué）了Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金（jīn）工業鑄錠V、Cr 元素偏析問題，對鍛件質量提升起到了至關重要的作用。
1. 2 低工藝塑性合金（jīn）的擠壓開坯。擠壓變（biàn）形是在三向壓應力作用下完成的，裂紋不（bú）易形成和擴展，非（fēi）常適合低工藝塑性合金鑄錠的（de）開坯和棒材製（zhì）造（zào）。長期以來，我國鈦合金擠壓技術（shù）主（zhǔ）要應用於管材和筒體結構件的製備（bèi），近些年也開展了鈦合金型材的擠壓製備，但擠壓技術沒有（yǒu）在鈦合金工業級鑄錠開（kāi）坯中應（yīng）用。造成這種局麵有2 方麵的原因： 一方麵（miàn），國內鈦合（hé）金加工企業缺乏大型的擠壓設備； 另一方麵，普通高溫鈦合金、高強鈦合金（jīn）通（tōng）過液壓機、快鍛機進行鑄錠開坯、棒材鍛造能夠滿足研製與批量生（shēng）產的需求。然而，新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金都一定程（chéng）度上（shàng）存在鑄造組織狀態下工藝塑性低（dī）的問題，其中，對擠壓開坯技術依賴（lài）性較強的2 類材料分別是阻燃鈦（tài）合金和（hé）變形TiAl 合金，而擠壓技術（shù）的應用則為這2 類合金棒材的製備提供了一條重要的工藝途徑，尤其是大型擠壓（yā）設備的建造，可以解決阻燃鈦（tài）合（hé）金工（gōng）業鑄錠開（kāi）坯的難題。
Ti-V-Cr 係（xì）阻（zǔ）燃鈦合金（jīn）的顯著（zhe）特點是鑄造（zào）組織狀態下工藝塑性非常低，基（jī）本不能實現無約束條件下自由鍛（duàn）造。2009—2010 年，北京航空（kōng）材料研究院與北方重工合作，在360MN 擠壓機上實現了TB12 和TF550 鈦合金多個3 t 級鑄錠的包套擠壓開坯（pī）。圖2為620 mm TB12 鈦合金鑄錠經（jīng）包套擠壓開坯後獲得的帶包套的擠壓棒材（ 擠壓比約為4） 。擠壓開坯不僅解決了阻（zǔ）燃鈦合（hé）金（jīn）工業（yè）鑄錠（dìng）拔長變形的難題，同時也（yě）提高了阻燃鈦合金的工藝塑性。圖3 為TF550 鈦合金鑄態和擠壓態2 種初始（shǐ）組織狀態的（de）熱加工（gōng）圖。從（cóng）圖3 可以看出，無論是鑄態組織還是擠壓態組織，熱加工圖中呈現的失（shī）穩區域均分布於高應變速率區域，並且明顯分為2 個（gè）部分。結合（hé）顯微組織（zhī）和碳化物形態分析，可（kě）以判定1 050 ℃以上的變（biàn）形失穩主要緣於碳化物溶解帶來的脆（cuì）性，而1 050 ℃以下的變形失（shī）穩主要緣於局（jú）部（bù）塑（sù）性流動引起的（de）劇烈（liè）剪切變形所導致（zhì）的開裂。與鑄態組織相比，擠壓態組織的局部塑性（xìng）流動失穩區域（yù）明顯縮小，關（guān）鍵熱加工區域窗口擴大，有利於擠壓棒材的（de）進一步鍛造加工。實（shí）際鍛（duàn）造中也（yě）發現經過擠壓開坯後，棒材的工（gōng）藝塑性（xìng）明顯改善，不用包套即可直接在快鍛機上完成鐓粗和（hé）拔長變形。
圖2 TB12 阻燃鈦（tài）合金擠壓棒材照片
Fig. 2 Photo of extruded TB12 fireproof titanium alloy bar
圖3 TF550 阻燃鈦合金的（de）熱加工圖( ε = 0. 4)
Fig. 3 Processing maps of TF550 fireproof titanium alloy
( ε = 0. 4) : ( a) as-cast; ( b) as-extruded
變形TiAl 合金800 ℃拉伸強度可達600 MPa 以上，比強（qiáng）度顯著高於鎳基高溫（wēn）合金。作為壓氣機（jī）葉片應用能夠極大地降低盤和軸的負（fù）荷，這對發動機設計有極大的吸引力。然而，鍛造TiAl 合金的研究一直受困於材料自身非常低的工藝塑性（xìng），技術難（nán）度（dù）大，研究進展緩慢。北京航空材料研究院采用包（bāo）套擠壓工藝和（hé）複合隔熱技術，實現了220 mm TiAl 合金鑄錠的開坯，以及矩形截（jié）麵和圓形截麵（miàn）棒材的二次擠壓。同時，嚐試開展了TiAl 合金單次大擠壓比棒材製備（bèi）工藝的研究，製（zhì）備出60 mm × 2 500 mmTiAl 合金（jīn）擠壓（yā）棒材，擠壓比達到（dào）10 以上，擠壓棒材的組織得到充分細化，如圖4 所示。
公司在國內知名專家教（jiāo）授的引領帶動（dòng）下，組建了一支國內******的超精密技術（shù）研發團隊，研發團隊在（zài）超精密機床的單元技術、切削機理和工藝、成套技術及應用工藝方麵（miàn）具備豐富的技術經驗和實踐積累。可為北京精密零件加工，北京鋁（lǚ）合金異型（xíng）件（jiàn）加工製造相關產業提供優質的技術服務。
圖4 TiAl 合金鑄（zhù）錠和擠壓棒材的顯微組織
Fig. 4 Microstructures of TiAl alloy ingot and extruded bar: ( a) as-cast; ( b) as-extruded
1. 3 整體（tǐ）葉盤鍛件研製與組織性能控製。輕量化、整體化是航空發動機部件的重要發展方向，******航空發（fā）動機（jī）轉動部件普遍采（cǎi）用了整體葉盤結構（gòu）。TC4、TC17、Ti6242 和600 ℃ 高溫鈦（tài）合金的整體葉盤研製與應（yīng）用研究均取得了快（kuài）速發展。高溫鈦合金整體葉盤鍛（duàn）件大多采用熱模鍛或（huò）者近等溫模鍛成形，由於鍛件的對稱性比較好，若單純從鍛件成形角度考慮，完整充型難度不大，但是考慮到整體葉（yè）盤服役條件下對不（bú）同部位溫度和（hé）載荷要求（qiú）的差異，對於均質整體（tǐ）葉（yè）盤，實現關鍵性能的合理匹配是***主要（yào）的技術難點（diǎn），涉及到鍛件微觀組織類型選（xuǎn）擇以及組織參數控製。600 ℃ 高溫鈦合金作（zuò）為一種近α 型鈦合金，室溫拉伸塑性，特別是試樣熱暴露後的塑性（ 稱為（wéi）熱穩定性） 與高溫蠕變性能之間的矛盾一直是比較突出的問題，單（dān）體盤和葉片可以通過采用不同的組織類型分別控（kòng）製（zhì），例如葉片采用雙態組織以獲得良好（hǎo）的熱穩定性能和高周疲勞性能；盤采用β 鍛的網籃（lán）組織以獲得高的蠕變性能和損傷容限性能（néng）。目前，600 ℃高溫鈦合金主要（yào）采用α + β兩相區近等溫模（mó）鍛（duàn）工藝製造整體葉盤鍛件，通過（guò）固溶和時效處理控製等軸初生α 相的體積分數在10%～ 30%之（zhī）間，控製β 轉變組織中次生α 相的分布，以及更微觀尺度的α2相、矽化（huà）物相的析出和分布，實現整體葉盤鍛（duàn）件熱穩定性和蠕變性（xìng）能的良（liáng）好匹配。圖5 為TA29 鈦合（hé）金660 mm 整體葉盤及（jí）徑向截麵的低倍組織。從圖5 可見，低倍組（zǔ）織為均（jun1）勻模糊晶形態，是α + β 兩（liǎng）相區鍛造均勻變形的典型形貌。
圖5 TA29 鈦合金整體葉盤鍛件徑向（xiàng）低倍組織和顯微組織
Fig. 5 Ｒadial section macrostructure( b) and microstructures( a，c) of TA29 titanium alloy blisk die forging
鈦合（hé）金盤和葉片一體化製造在組（zǔ）織性能控製上做了一種工藝上（shàng）的妥協，為了能夠充分發揮高溫鈦合金各種微觀組織形態（tài）或合（hé）金***優勢的性能，近些年嚐試開展了雙合金整體葉盤以及雙性能整體葉盤的研（yán）製工作，主（zhǔ）要（yào）包括： ①線性摩擦（cā）焊工（gōng）藝，理論上可以實現雙合金或是同一合金雙組織整體葉（yè）盤的連接，國內（nèi）外（wài）的（de）研究工作主要集中於線性摩擦焊工藝和接頭組織性能（néng）的研究； ②真空電子束焊接+ 近等溫鍛造+ 熱處理強化界麵的複合工藝，西北工業大學采用這種工藝（yì）開展了（le）Ti3Al /TC4、Ti3Al /TC11、Ti2AlNb /TC11、Ti2AlNb /Ti60雙合金盤研製的基（jī）礎（chǔ）研究（jiū）和組織性能評估； ③分區（qū）控溫（wēn）鍛造和分區控溫熱處理工藝，理（lǐ）論上能夠將（jiāng）整體葉盤鍛件中葉片與盤體控製為不同的組（zǔ）織類（lèi）型，以更好地滿足（zú）整體葉盤不同部位實際服（fú）役條件的要（yào）求。圖6為TA29 鈦合金650 mm 整體葉盤鍛件經分區控溫熱處理後的徑向截麵低倍組織（zhī）及典型區域的顯微組織。
圖6 TA29 鈦合金雙性（xìng）能整體葉盤鍛件徑向（xiàng）截麵
低（dī）倍組織（zhī）和顯微組織
Fig. 6 Ｒadial section macrostructure( a) and microstructures( b ～
f) of TA29 titanium alloy dual-property blisk die forging
從圖6 可（kě）見，整體葉盤試驗件盤體為β 熱處理組織，葉片部位為α + β 兩相區熱處理組織。此外，通過工藝控製，也（yě）可將整（zhěng）體葉盤的葉片和盤體分別製備（bèi）成（chéng）不同初生α 相含量的雙態組織。
1. 4 整環和半環鍛件研製。以機匣、內環、安裝邊等為代（dài）表的環形件結構也是航空發（fā）動機中比較重（chóng）要（yào）的結構形式，環鍛件（jiàn）通常采用軋製工（gōng）藝製造，主要工序為棒材坯料鐓粗、衝孔、擴孔（kǒng）和***終的軋製成形（xíng）。通常（cháng），坯料衝孔後得到的環坯進一步（bù）擴孔和***終的軋製成形都是在擴孔機上完成的。高溫鈦合金以及Ti3Al、Ti2AlNb 合金環鍛件（jiàn）製備都能夠采用這種工藝路線，在環鍛件製備的4 個工序過（guò）程中（zhōng），坯料（liào）的加熱溫度、擴孔和***終軋製成形的（de）變（biàn）形量控製決定了環鍛件（jiàn）的組織類型，通過（guò）固溶、時效處理可以進一（yī）步調控環鍛件的微觀組織，獲得所需的力學（xué）性能。圖7 和表2 分別為TD3 鈦合金靜子內（nèi）環鍛件及其力學性能。可見，TD3 鈦（tài）合金靜子內環鍛件的室溫和650 ℃力學性（xìng）能均（jun1）比較好。
圖7 TD3 鈦合（hé）金靜子內環（huán）鍛件照片
Fig. 7 Photo of TD3 titanium alloy stator ring forgings
相近變形條（tiáo）件下，TB12 和TF550 阻燃鈦合金的變形抗（kàng）力顯（xiǎn）著（zhe）高於普通鈦合（hé）金，甚至也高於Ti-Al 係金（jīn）屬間化合物合金，如表3 所示。可見，阻燃鈦合（hé）金環鍛件（jiàn）製備難度非常大。在成形外（wài）徑為730 mm、高度為300 mm 的TB12 鈦合金大（dà）型機匣環鍛件時，遇到的***大問題就是擴孔機噸位不足，坯料衝孔後得到的環坯徑向截麵厚度仍較大（dà），不能在擴孔機上（shàng）直接進行擴孔，隻能采用變形條件比較差的馬架（jià）擴（kuò）孔（kǒng）工藝將環坯的徑向截麵尺寸******行減（jiǎn）薄，然後再在擴孔（kǒng）機上完成（chéng）環鍛件的軋製成形，圖（tú）8a 為TB12鈦合金軋製成形的機匣環鍛件。
TB12 鈦合金環鍛件製備中，馬架擴孔的變形火次、各（gè）火次的變形量分配、坯料（liào）的加熱（rè）溫度、後續在擴孔機上成形軋（zhá）製的變形量分配（pèi）都是非常關鍵（jiàn）的工藝參（cān）數（shù）。TF550 鈦合金的變（biàn）形抗力（lì）更大，工藝塑性（xìng）比TB12 鈦合金略（luè）差（chà），馬架擴孔和軋（zhá）環成形難度更大，製（zhì）備機匣（xiá）鍛件則采用了熱模鍛工（gōng）藝，圖8b 為用TF550 鈦（tài）合金50 mm 厚板經熱模鍛製成的半環機匣鍛件（jiàn）。表（biǎo）4 為TB12 鈦合金環鍛（duàn）件及TF550 鈦合金半環模鍛件的力學性能（néng）。
從表4 可見，TF550 鈦合金鍛件的高溫持久和蠕變性能顯著優（yōu）於TB12 鈦合金。
圖8 阻燃鈦合金機匣鍛件照片
Fig. 8 Photos of fireproof titanium alloy compressor case forgings:
( a) TB12 titanium alloy; ( b) TF550 titanium alloy
1. 5 典型零（líng）件加工技術。由於高溫鈦合（hé）金具有導熱（rè）差、硬度高、粘刀等特性，造成了這種材料車削、銑削和鑽削加（jiā）工（gōng）的難度比鋼要（yào）大很多，整體葉盤、機匣等零（líng）件的結構（gòu）複雜性與材料（liào）特性的耦合結果更增加了零件加工的難度（dù）。通過技術攻關，在（zài）阻燃鈦（tài）合金機匣、600 ℃ 高溫鈦合金（jīn）整體葉盤、Ti3Al 合（hé）金靜子內環及TiAl 合金葉片等零件的加工技術方麵取得了（le）重要（yào）進展。
圖（tú）9 TB12 阻燃鈦合金（jīn）機匣零（líng）件（jiàn）照片
Fig. 9 Photo of TB12 fireproof titanium alloy compressor case
以TB12 阻燃鈦合金機匣零件（ 圖9） 為例，該零件屬（shǔ）於薄壁（bì）類環形件，機匣外型麵有帶孔的圓柱凸台，為異形結（jié）構，在粗車（chē）和粗銑時需要盡量多去餘量，提（tí）高（gāo）加工效率，同時還必須（xū）保證零件（jiàn）足夠的剛性； TB12鈦（tài）合金的機械加工性能較差，切削和（hé）銑削加工表麵硬化現象比（bǐ）較嚴重，需要大的切削加工力，大切削力加工與剛性保證需（xū）求也是一對矛盾，在製（zhì）定機匣零（líng）件加工工藝時這些方麵都是重點考慮的。
2 未來需要重點（diǎn）關注的（de）幾（jǐ）個問題
2. 1 含W 元素的高溫鈦合金鑄錠製備。從合金化的角度，應重視高熔（róng）點元素的（de）加（jiā）入方式和中間合金的質量。新型高溫鈦（tài）合金及Ti-Al 係金屬間化合物（wù）合金的合金化程度較高，且（qiě）含有Nb、Ta、W 等高熔點元素（sù），高熔點夾雜是需（xū）要嚴格控製的冶金缺陷，尤其對於熔點超過3 400 ℃的W 元素，更應引起重視。目前國內針對航空發動機長期使用正在開展研究的含W 高溫鈦合金主要有TC25G 和Ti65 鈦（tài）合金，同時針對（duì）航天（tiān）產品高溫短時應用的含W 鈦合金一些專（zhuān）利中也有所（suǒ）報道，解決好W 元素的添加問題（tí），對（duì）於進一步提升高溫（wēn）鈦合金的熱強（qiáng）性能，突破600 ℃熱障溫度具有重要意義。
2. 2 高溫鈦合金鑄錠的純淨化（huà）製備製備。高純淨鈦（tài）合金鑄錠也是重（chóng）要的發展方向。應重視高溫（wēn）鈦合金中Fe、O 等雜質元素含量的控製問題，尤其針對整體（tǐ）葉盤、離（lí）心葉輪等轉（zhuǎn）動部件應用的高溫鈦合金材料應嚴格（gé）控製（zhì）Fe 元（yuán）素含量。
2. 3 大規格棒材組織的精細化控製。新型高溫鈦合金（jīn）典型（xíng）件製備用棒材的技術要求與鍛（duàn）件的（de）技術要（yào）求基本相（xiàng）當，以（yǐ）保證大規（guī）格棒材可以（yǐ）直接用於鍛件製坯，而不需要進一步改鍛。目前（qián）對鈦合金棒材的組織控製主要是對組織（zhī）類型（xíng）提（tí）出要求，沒有細致到（dào）對宏觀和微觀織構的控製，往往大規格棒材中α 晶團的（de）明（míng）顯取向會遺傳到鍛（duàn）件中。近α 型高溫鈦合金的（de）保載疲勞敏感性與微織構有較強的關聯，因此對於整體葉盤鍛件用（yòng）高溫鈦合金大規格棒材在製備工藝控製上應體現（xiàn）出對宏觀和微觀織構的控製措（cuò）施（shī）。
2. 4 大規格棒材（cái）擠壓。隨著我國大型擠壓設備（bèi）配套工裝（zhuāng）的完善和應用技術的提升，阻燃鈦合金工業鑄錠包套擠壓開（kāi）坯工藝仍有優化的空間。前期研究工作中，為配合大規格擠壓筒所采用的厚壁包套結構可以優化成薄壁包套（tào）結構，也可（kě）嚐試（shì）無包（bāo）套擠壓開（kāi）坯技術，進一步提高擠壓開坯的工藝可控（kòng）性，提高擠（jǐ）壓（yā）棒材質量並降低擠壓成本。
2. 5 低殘餘應力的大型鍛件製備技術。鍛件殘餘應（yīng）力水平低，對保證大型複雜零件完整（zhěng）性加工和變形控製（zhì）非常有意義，對轉動件的（de）長壽命服役也很關（guān）鍵。在高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金（jīn）大型鍛件製（zhì）備技術研究中，重點開展了微觀組織與力學性能的關係以及工藝控製（zhì）研究，而對鍛件的低殘餘應力（lì）製坯和成形技術也需要給（gěi）予充分重視，逐步（bù）建立和完善鍛（duàn）件殘餘應（yīng）力（lì）監控手段和技術。
2. 6 雙性能和雙合金整體葉盤的過渡區控製。采用分區控溫熱處理（lǐ）或分區控溫鍛造製（zhì）備雙（shuāng）性能整體葉盤在工藝（yì）上是能夠實現的，但具體到雙性能整體葉盤鍛件綜合性能的控（kòng）製還有很多細節需要關注，例如（rú）2 種組織類型的選擇，過渡區設計在哪個部位（wèi），過渡區部位的（de）******按需（xū）控製，過渡區組織對性能的影響等。雙合金整體葉盤製造（zào）過程同樣也麵臨（lín）上（shàng）述問題。
2. 7 Ti-Al 係金屬間化合（hé）物合金（jīn）鍛件強韌化。Ti-Al 係金屬間化合物（wù）合金複雜的相變過（guò）程為（wéi）鍛件組織性能調控提供了空間，需加強Ti3Al、Ti2AlNb合金大型結構（gòu）件強韌化熱機械處理（lǐ）技（jì）術研究。
3 結語
近（jìn）十年來，******高溫鈦合金和Ti-Al 係金屬（shǔ）間（jiān）化合物合金材料（liào）與製備技術得到快速（sù）發（fā）展。突破了高合金化600 ℃高溫鈦合金、Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金和Ti3Al 合金等（děng）3 t 級工業鑄（zhù）錠的均勻（yún）化製備，阻燃鈦合金3 t 級鑄錠包套擠壓開坯，TiAl 合金擠壓棒材製備，600 ℃高（gāo）溫鈦合金整體葉（yè）盤、阻燃鈦合金機匣的鍛件製備及其零件加工（gōng）等製造技術（shù）。這些關鍵技術的突破，標誌著我國航空發（fā）動（dòng）機用高（gāo）溫鈦合金（jīn）及Ti-Al 係金屬間化合物合金等關鍵材料已經（jīng）基本完成由（yóu）實驗室研究階（jiē）段向工程化應用（yòng）研究階段的跨越。
未來針對航空發動機典型應用，需要進一步大力開展製造技術的創新優化研究和工藝穩定性控製技術研究，提升我國（guó）新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合（hé）金的應用技術水平，滿足和推動高性能航（háng）空發動機（jī）技術發展。
中國腐蝕與防護網是******級的（de）腐（fǔ）蝕與防護專業網站，由******材料環境腐蝕平台主辦（bàn），向用（yòng）戶提供公益性的專業數據，定製化的技術服務，知識化的科普資源，以及全方位的行業資訊。
ID：ecorr-ecorr
長按上方（fāng）二維碼識別關注
北京豐（fēng）盈環（huán）蝕技術有限公（gōng）司
北京豐盈環蝕技術有限公司（sī）擁有豐富的腐蝕與防護技術經驗，融入當（dāng）今******的科（kē）技知識（shí），致力於推進中國腐（fǔ）蝕與防護事業的（de）發展。公司主營業務包括宣揚防腐理念、開發（fā）材料腐蝕數據、舉辦學術（shù）交（jiāo）流會議（yì）、研發（fā）******設備、為提供企業技術谘詢服務（wù）、為企業提（tí）供廣（guǎng）告服（fú）務（wù）等。
中國腐蝕與防護網在線商務合作請聯係：
張女士 010-62345564或15330010399（微信同號）
王女士 010-62313558-806或13693251529（微（wēi）信（xìn）同號）
客服（fú）