摘（zhāi）要（yào）： 高溫鈦合（hé）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。在簡要回顧新型高溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合物合金發展的基礎上，從大規格鑄錠熔（róng）煉、擠壓開坯、整體葉盤模鍛、環件軋製及零件機加工等方麵介紹這（zhè）些高溫鈦合金製造技術研究所取得的重要（yào）進展（zhǎn）。***後，提（tí）出我國高溫（wēn）鈦合金應用研究（jiū）中需要重點關（guān）注的問題以及進一步發展的建議。
關鍵詞： 高溫鈦（tài）合金； 鑄錠熔煉； 擠壓開（kāi）坯； 整（zhěng）體葉盤模鍛； 環件軋製； 零件加工
引言
航空發動（dòng）機性能的提高與新型高溫鈦合金和******結構（gòu）設計的協同（tóng）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（jīn）材料的研究進程，開展了550 ℃高溫鈦合金、600 ℃高溫（wēn）鈦合金、阻（zǔ）燃鈦合金以及Ti-Al 係金屬間化合（hé）物合金等新材料的研製。在高溫鈦合金方麵，國內自主（zhǔ）研（yán）發的******代含稀土Nd 的550 ℃高溫鈦合金（ TA12） 和（hé）600 ℃高（gāo）溫（wēn）鈦合金（ Ti60） 具有優異的熱強性能，但由於焊接技術方麵的研究儲備不足，以及稀土相（xiàng）易在焊縫區域晶界處偏聚易造成接頭脆性斷裂等問題沒有得到有效解決，未在航空發動機上獲（huò）得實（shí）際應用。基於（yú）電子濃度理論，在適當（dāng）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（xiào）果，研發了第二代具有良好熱強性能、良好鍛造加工和焊接性能的（de）550 ℃高溫鈦（tài）合（hé）金（ TA32） 和600 ℃ 高（gāo）溫鈦合金（ 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異主要取決於（yú）工藝控製因素。在第二代600 ℃高（gāo）溫鈦合金的基礎上，通過添加W 元素、提高Ta 元素含量，進一步（bù）開（kāi）發了650 ℃ 高溫鈦合金（ Ti65） ，使得固溶（róng）強化型高溫（wēn）鈦合金的長時使用（yòng）溫度有望突破傳統的600 ℃熱障溫度。在阻燃鈦合金研究方麵，研發了2 個耐溫級別的Ti-V-Cr 係阻燃鈦合（hé）金，分（fèn）別是500 ℃ 長期使用的TB12 阻燃鈦合金（ Ti40） 和550 ℃長期使（shǐ）用的TF550 阻燃鈦合金。對TB12 和TF550 鈦（tài）合金的阻燃性能（néng）及綜合力學性能（néng）的研（yán）究（jiū）表明，這兩個合金具有相近的阻燃性能，V 元（yuán）素含量差異主要影響材料的熱強性能。在Ti-Al 係金屬間（jiān）化合物合金研究方（fāng）麵，全麵開展了（ α2 +O + B2） 三相Ti3Al 合金、O 相為基的Ti2AlNb 合（hé）金以及γ-TiAl 合金（jīn）的研究，Ti-Al 係金屬間化合物合金長時使用溫度達到650 ～ 800 ℃。
當前（qián），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（wù）合金等材料基本完成實驗室階段的探索研究，逐步進入工程化研究與應用階段。鈦合金熱加工（gōng）設備的升級換代，大型裝備的應用，海綿鈦、中間合金（jīn）質量的提高，均有力（lì）促進了新材料開發（fā）及製造技術研究。因此，重點（diǎn）介紹近十（shí）年來（lái）我國航空發（fā）動機用600 ℃高溫鈦合金、阻燃鈦合金以及（jí）Ti-Al 係金屬間化合物合金在鑄錠、鍛件及典型（xíng）零件（jiàn）等製造技術研究方麵取得的***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研究
在多年的打拚中不斷完善，不斷改進，不斷創新（xīn），在（zài）實踐（jiàn）中積累了豐富（fù）的經驗與掌握了特殊的加工工藝，無論從高精密機械樣機加工，高精密零件加工，高精密模型樣機加工，北（běi）京cnc數控加工，北京夾具（jù）工裝（zhuāng）加工 ，尺寸精（jīng）度還是外觀（guān）品質都令客戶拍（pāi）手。所做產品受到諸多國內（nèi）外知名企業的（de）好評，產品遠銷東南亞。
1. 1 新型高合金化合金鑄（zhù）錠製備。真空自耗熔煉工藝是鈦合（hé）金鑄錠製（zhì）備普遍采用的工藝，其（qí）主要工序包括電極塊製備、焊接和真（zhēn）空自耗2 ～ 4 次熔煉。除了真空自耗電（diàn）弧熔煉爐，******配套（tào）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（rú）自動稱重和混布料係統、真空等離（lí）子焊箱（xiāng）等。新型600 ℃ 高溫（wēn）鈦合金、阻燃鈦合金和Ti3Al 合金（jīn）都已實現3 t 級工業鑄錠的製備，突破了高合金化鑄錠成分均勻（yún）性控製的關鍵技術。
高合金化是新型（xíng）高溫鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合物合金的顯著特點，幾（jǐ）種典（diǎn）型（xíng）高溫鈦合金的名義成分如表1 所示。從（cóng）表1 可見，TA29、TA33 鈦合金的合金化元素總量分別接近17% 和16%，TD3、Ti2AlNb 合金的合金（jīn）化元素總量分別接近43% 和54%，且（qiě）合金化元素熔點、密度差異均較大，因此這些新材料鑄錠製備難度顯著高於普通（tōng）的TC4、TC11 等（děng）鈦合金。高熔點元素（ 如（rú）Ta、Nb、Mo 等（děng）） 一般以Al-X、Ti-X 或Al-X-Y 三元中間合（hé）金的形式加入。對於高溫鈦合金，其原料中海綿鈦占比超過（guò）80%，海綿鈦（tài）能夠很好（hǎo）地將中間合（hé）金粘結，電極（jí）塊強度基（jī）本有所保障。但對於Ti3Al 合金（jīn），其原料中海綿（mián）鈦占比不到60%，Ti2AlNb 合金原料中海綿鈦占比更低，電極塊強度控（kòng）製問題非常突出（chū），工藝不恰當就會造成電極塊開裂，或電極塊強度（dù）偏低，在搬運、焊（hàn）接和熔煉時發生掉塊，影響鑄（zhù）錠成分控製。
目（mù）前的解決方法主要是優選中間合金和優化混布料工（gōng）藝。圖（tú）1 為北京航空材料研究院采用真空自耗熔煉工藝製備的（de）TD3 鈦合金3 t 鑄錠（dìng）（600 mm） 照片及鑄錠頭、中、尾外圓周取樣的成分（fèn）分析結果，可見合金元（yuán）素Al、Nb、Mo 分布均比較均勻。
圖1 TD3 鈦合金鑄錠( 600 mm) 照片及化學成分
Fig. 1 Photo of 600 mm TD3 titanium alloy ingot( a)
and chemical composition( b)
與上述（shù）高溫鈦合金不同，Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金不含Al 元素，且合金元素的（de）質（zhì）量分數超過40%，同樣存在原料中海綿鈦占比少的問題，V、Cr 元（yuán）素的加入方式非常關鍵。在認識阻燃合金化原理（lǐ）的基礎上，通過在（zài）合金元素加入方式以及（jí）電極結構上的創新，實現了TB12 和TF550 鈦合金3 t 級（jí）工業鑄錠（620 mm） 的製備，從根本上解決了Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金工業鑄錠V、Cr 元素（sù）偏析問題，對鍛件質量提升起（qǐ）到了至關重要的作用。
1. 2 低工藝塑性合金的擠壓開（kāi）坯。擠壓變（biàn）形是在三向壓應力作用（yòng）下完（wán）成的，裂紋不易形成和擴展，非常適合（hé）低工藝塑性合金鑄錠的開坯和棒材製造（zào）。長期以來，我國鈦合金擠壓（yā）技術主要應用於管材和筒體結構件的製備，近些年也開展（zhǎn）了鈦合金型（xíng）材的擠壓製備，但擠壓技術沒有在鈦合金工業級（jí）鑄錠（dìng）開坯中應用。造成這種局麵（miàn）有2 方麵的原因： 一方麵，國（guó）內鈦合金加工企業缺乏大型的擠壓設備； 另一方麵，普通高溫（wēn）鈦合金、高強鈦合金通過液壓機、快鍛機（jī）進行鑄錠（dìng）開坯、棒材鍛造能夠滿足研製與（yǔ）批量生（shēng）產的需求。然（rán）而，新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金都一定（dìng）程度上存在（zài）鑄造組織狀（zhuàng）態下工藝塑性低的問題，其中，對擠壓（yā）開坯技術依賴性較強（qiáng）的2 類材料分別是阻燃鈦合金和（hé）變形（xíng）TiAl 合金，而擠壓技術的應用則（zé）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（dà）型擠壓設備的建（jiàn）造，可以（yǐ）解（jiě）決阻燃鈦合金工業（yè）鑄錠開坯的難題。
Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金的顯著特點是鑄造組織狀態下工藝塑性非常（cháng）低，基本不能（néng）實現無約束條件下自由（yóu）鍛造。2009—2010 年，北京航空材料研究院與北方重工合作，在360MN 擠壓機上實現了（le）TB12 和TF550 鈦合金多個3 t 級（jí）鑄錠的包套擠壓開坯。圖2為620 mm TB12 鈦合金鑄（zhù）錠經包套擠壓開坯後獲得的帶包套的擠壓棒材（ 擠壓（yā）比約為4） 。擠壓開坯不僅解決了阻燃鈦合金工（gōng）業鑄錠拔長變形（xíng）的難題，同（tóng）時也（yě）提（tí）高了阻燃鈦合金的（de）工藝塑性。圖3 為TF550 鈦合金鑄態（tài）和擠壓態2 種初始組織狀態的熱加工圖。從圖3 可以看出（chū），無論是鑄態組織還（hái）是擠壓態組（zǔ）織，熱加工圖中呈現的失穩區域均分布於高應變速率區域，並且明顯分為2 個部分。結合顯微（wēi）組織和碳化（huà）物形態分析，可以判定1 050 ℃以上的變形失穩（wěn）主要（yào）緣於碳化（huà）物溶解帶來的脆性，而1 050 ℃以下的變形失穩主要緣（yuán）於（yú）局部塑性流動引起的劇烈剪切變形所導致的（de）開裂。與鑄態組織相比，擠（jǐ）壓態組織的局部（bù）塑性流動失穩（wěn）區域（yù）明顯縮小，關鍵熱加（jiā）工區域窗口擴（kuò）大，有利於擠壓棒材的進一步鍛造（zào）加工。實際鍛造中也發現經過（guò）擠壓開坯後，棒材的工藝塑性明顯改善，不用包套即可直接在快鍛機上完成鐓粗和拔（bá）長變形。
圖2 TB12 阻燃鈦合金擠（jǐ）壓（yā）棒材照片
Fig. 2 Photo of extruded TB12 fireproof titanium alloy bar
圖3 TF550 阻燃（rán）鈦合金（jīn）的熱加工圖( 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（dù）可（kě）達600 MPa 以上（shàng），比強（qiáng）度顯著高於鎳基高溫合金。作為壓氣機葉片應用能夠極大地降低盤和軸的負荷，這對發動機設計有（yǒu）極大的吸引（yǐn）力。然而，鍛造TiAl 合金的研究（jiū）一直受（shòu）困於材（cái）料自身非常低（dī）的工藝塑性，技術難度（dù）大，研究（jiū）進（jìn）展緩慢。北（běi）京航空材料研究院采用包套（tào）擠壓工藝和複合隔熱技術，實現了220 mm TiAl 合（hé）金鑄錠的（de）開坯，以及矩形截麵和圓（yuán）形截麵棒材的二次擠壓。同時，嚐試開展了TiAl 合金單次大擠壓比棒材製備工藝的研究，製備出60 mm × 2 500 mmTiAl 合金擠壓棒材，擠壓比達到10 以上，擠壓棒材的組織得到充分細化，如圖（tú）4 所示。
圖4 TiAl 合金鑄錠（dìng）和擠壓棒材的顯微組織（zhī）
Fig. 4 Microstructures of TiAl alloy ingot and extruded bar: ( a) as-cast; ( b) as-extruded
1. 3 整（zhěng）體葉盤（pán）鍛件研製與組（zǔ）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，******航空發動機轉動部件普遍采用了整體葉盤結（jié）構。TC4、TC17、Ti6242 和600 ℃ 高（gāo）溫鈦合金的整（zhěng）體（tǐ）葉盤研製與（yǔ）應用研究均取得了（le）快速發展（zhǎn）。高溫鈦合金整體葉盤鍛件大多采用熱模鍛或者近（jìn）等溫模鍛成（chéng）形，由於鍛件的對稱性比較好，若（ruò）單純從鍛（duàn）件成形角度考（kǎo）慮，完整充型難度不（bú）大，但是考慮到整體葉盤服役條件下對不同部（bù）位溫度和載荷要求的差異，對於均質整體葉盤，實現關鍵性能的合理匹配是***主要的技術難（nán）點，涉及到鍛件微觀組織類型選擇以（yǐ）及組織參數控製。600 ℃ 高溫鈦（tài）合金作為一種近α 型鈦合（hé）金，室溫拉伸塑性，特別是試樣熱暴露後的塑性（ 稱為熱穩定性） 與高（gāo）溫蠕變性（xìng）能之間的（de）矛盾一直是比較突出（chū）的問題，單體盤和葉片可以通過采用（yòng）不同的組織類型分別控製，例如葉片采用雙態組織以獲得良好（hǎo）的熱穩（wěn）定性能和高周疲勞（láo）性能；盤采用β 鍛的網籃組織以獲得高（gāo）的蠕（rú）變性能和損傷（shāng）容限性能。目（mù）前，600 ℃高溫鈦合金主要采用α + β兩相區近等溫模鍛工藝製（zhì）造整體葉盤鍛件（jiàn），通過固溶和時（shí）效處理控製等軸初生α 相的體積分數在10%～ 30%之（zhī）間（jiān），控製β 轉變組（zǔ）織中次生α 相的分布（bù），以及（jí）更微觀尺度的α2相、矽化物相的析出和分（fèn）布，實現整體葉盤鍛件熱穩定性和蠕變性能的良好匹配。圖5 為TA29 鈦合金660 mm 整體葉盤及徑向截麵的低倍組織。從圖5 可（kě）見，低倍組織為均勻模糊晶形（xíng）態，是α + β 兩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
鈦合金盤和葉（yè）片一體（tǐ）化製造在組織性能控製上做了一種工藝上的妥協，為（wéi）了能夠充分發揮高（gāo）溫鈦合金各種微觀組織形態或合金***優勢的性能（néng），近些年嚐試開展了雙合金整體葉盤以（yǐ）及雙性能整體葉（yè）盤的研製工作，主要包括： ①線性摩擦焊（hàn）工藝，理論上可以實現雙合金或是同一合金（jīn）雙組織整（zhěng）體葉盤的連接，國內外的研究工（gōng）作主要（yào）集中於線性摩擦焊（hàn）工藝（yì）和接頭組織性（xìng）能的研究； 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開展了Ti3Al /TC4、Ti3Al /TC11、Ti2AlNb /TC11、Ti2AlNb /Ti60雙（shuāng）合金盤研製（zhì）的基礎研究和組織性能評估； ③分區控溫鍛造和分區控溫熱（rè）處理工藝，理論（lùn）上能夠將整體葉盤鍛件（jiàn）中（zhōng）葉片與盤體控製為不同的組織類（lèi）型，以更好地滿足整體葉盤不同部位實際（jì）服役條件的要求。圖（tú）6為TA29 鈦合金650 mm 整體葉盤鍛件（jiàn）經分區控溫熱處理後的徑向截麵低倍組織及（jí）典型區（qū）域的顯微組織。
圖6 TA29 鈦合金雙性能整體（tǐ）葉盤鍛件徑向截麵
低倍組織和顯微組織
Fig. 6 Ｒadial section macrostructure( a) and microstructures( b ～
f) of TA29 titanium alloy dual-property blisk die forging
從圖6 可見（jiàn），整（zhěng）體葉（yè）盤試（shì）驗件盤體為β 熱處理組織，葉（yè）片部位為α + β 兩相區熱處理組織。此外，通過工藝控製，也可將整（zhěng）體葉盤的葉片和盤體分別製備成不同初生α 相（xiàng）含量（liàng）的雙態（tài）組（zǔ）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（de）環形件結構也是航空發動機中比（bǐ）較重要的結構形式，環鍛件通常采用軋製工藝製造，主要工序（xù）為棒材坯料鐓粗、衝孔、擴孔和***終的軋製成形。通常，坯料衝孔後得到的（de）環坯進一步擴孔和（hé）***終的（de）軋製成（chéng）形都是在擴孔機上（shàng）完成的。高溫鈦合（hé）金以及Ti3Al、Ti2AlNb 合金環（huán）鍛件製備都能（néng）夠（gòu）采用這種工（gōng）藝路（lù）線，在環鍛件（jiàn）製備的4 個工序過程中，坯料的加熱溫（wēn）度（dù）、擴孔和***終軋製（zhì）成（chéng）形的變形量控製決定了環鍛件的組織類型，通過（guò）固溶、時效處（chù）理（lǐ）可以進一步調控環（huán）鍛件的微（wēi）觀（guān）組織，獲得（dé）所需的力學性能。圖7 和表2 分別為TD3 鈦合金靜子內環（huán）鍛件及其力學性能。可見，TD3 鈦合（hé）金（jīn）靜子內環鍛（duàn）件的室溫和650 ℃力學性能均比較好。
圖7 TD3 鈦（tài）合金靜（jìng）子內環鍛件照片（piàn）
Fig. 7 Photo of TD3 titanium alloy stator ring forgings
相近變形條件下，TB12 和TF550 阻燃鈦合金的變形抗力顯著高於普通鈦合金，甚至也高於（yú）Ti-Al 係金屬間化合物合金，如（rú）表3 所示（shì）。可見，阻燃鈦（tài）合金環鍛件製備（bèi）難度非常大。在成（chéng）形外徑為730 mm、高度為300 mm 的TB12 鈦（tài）合金大型機匣環鍛件時，遇到的***大問題就是擴孔機噸位不足，坯料衝孔後得（dé）到的環坯徑向截麵厚度仍較大，不能在擴孔機上直接進行擴孔，隻能采用變形條件比較差的馬架擴孔工藝（yì）將（jiāng）環坯的徑向截麵尺寸******行減薄，然後再在擴孔機上完成環鍛件的軋製成形，圖8a 為TB12鈦合金軋製（zhì）成形的機匣環鍛件。
TB12 鈦合（hé）金（jīn）環鍛件製備中，馬架擴孔的變形火次（cì）、各火次的變形（xíng）量分配、坯料的（de）加熱溫度、後續在擴（kuò）孔機上成（chéng）形軋製的（de）變形量分配都（dōu）是非常關鍵的工藝參數。TF550 鈦合金的變形抗力更大，工藝塑性比TB12 鈦合金略差，馬架擴孔和軋環（huán）成形難度更大（dà），製備機匣鍛件則采用了熱模鍛工藝，圖8b 為用TF550 鈦合金50 mm 厚板經熱模（mó）鍛製成的半環機匣鍛件。表4 為TB12 鈦合金環（huán）鍛件及TF550 鈦合金半環模鍛件的力學性能。
從表4 可見，TF550 鈦（tài）合金鍛件的高溫（wēn）持久和（hé）蠕變性能顯著（zhe）優於TB12 鈦合金。
圖8 阻燃鈦合金機匣（xiá）鍛件照片
Fig. 8 Photos of fireproof titanium alloy compressor case forgings:
( a) TB12 titanium alloy; ( b) TF550 titanium alloy
1. 5 典型零件加工技術。由於高溫鈦合金具（jù）有導熱差、硬度高、粘刀等特性，造成了這種材料車（chē）削、銑削和鑽削加工的難度比鋼要（yào）大很多，整體葉盤、機匣等零件的結（jié）構複（fù）雜性與材料特性（xìng）的耦合結（jié）果更增加了零件加工的難度。通過技（jì）術攻關，在阻燃鈦合金機匣、600 ℃ 高溫鈦合金整體葉盤、Ti3Al 合金靜子內環及TiAl 合金葉片等零件的加工技（jì）術方麵取得了重要進展。
圖9 TB12 阻燃鈦（tài）合金機匣零件照片
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，該零件屬於薄壁類環形件，機匣外（wài）型麵有帶孔的圓柱（zhù）凸台，為異形結構，在粗車（chē）和粗銑時需要盡（jìn）量多去餘量，提高（gāo）加工效率，同時（shí）還必須保（bǎo）證零（líng）件足（zú）夠的剛性； TB12鈦（tài）合金的機械加工性能較差，切削和銑削加（jiā）工表（biǎo）麵（miàn）硬化現象比較嚴重，需要大的（de）切削加工（gōng）力，大切削力加工與剛性保證需（xū）求也是一對矛盾，在製定機匣零件加工工藝時這些方麵都是重點（diǎn）考慮的。
2 未來需要重點關注的幾個問題
2. 1 含W 元素的高溫鈦合金鑄錠製備（bèi）。從合金化的（de）角度，應重視高熔點元素的加入方式和中間合金的質量。新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬（shǔ）間化合物合金的合金化程（chéng）度較（jiào）高，且含有Nb、Ta、W 等高熔點元素，高熔點（diǎn）夾雜（zá）是需要（yào）嚴格控製的冶金缺陷，尤其（qí）對於熔點超（chāo）過3 400 ℃的（de）W 元素（sù），更應引起重視。目前國內針對航空發動機長期（qī）使用正在開展研究的含W 高溫鈦合金主要有TC25G 和Ti65 鈦合金，同時針對（duì）航天產品高溫短時應用的含W 鈦合金一些（xiē）專利中也有所報道，解決好W 元素的添加問題，對於（yú）進一步提升高溫鈦合金的熱強性能，突破（pò）600 ℃熱障溫度具有重要（yào）意（yì）義。
2. 2 高溫鈦合金鑄錠的純淨化製備製備。高純淨鈦合（hé）金鑄錠也是重（chóng）要的發展方向。應重視高溫鈦合（hé）金中Fe、O 等雜（zá）質（zhì）元素含量的控製問題，尤其針對整體葉盤、離心葉（yè）輪等轉動部件應用的高溫鈦合金材料應嚴格控（kòng）製Fe 元素（sù）含（hán）量。
2. 3 大規格棒材組織的（de）精細化控（kòng）製。新型（xíng）高溫鈦合金典型（xíng）件製備（bèi）用棒材的技術（shù）要求與鍛件的技術要求基本相當，以保證大規格棒（bàng）材可以直（zhí）接用於鍛件製坯，而（ér）不需要進一步改鍛。目前對（duì）鈦合金棒材的組織控製（zhì）主要是對組織（zhī）類（lèi）型提出要求，沒有細致到對宏觀和微觀織構的控製，往往大規格棒材中α 晶團（tuán）的（de）明顯取向會遺傳到鍛件（jiàn）中。近α 型高溫（wēn）鈦合金的保載疲勞敏（mǐn）感性與微織構有較強（qiáng）的關聯，因（yīn）此（cǐ）對於整體葉盤鍛件（jiàn）用高溫鈦合金大規格棒材在製備工藝控製（zhì）上應體現出對宏觀和（hé）微觀織構（gòu）的控製措施。
2. 4 大規格棒材擠壓。隨著我國大（dà）型擠壓設備（bèi）配套工裝的完善和應用（yòng）技術的提升，阻（zǔ）燃鈦合金工業鑄錠包套擠壓開坯工藝仍有優化的空間。前期（qī）研究（jiū）工作中，為配（pèi）合大規格擠（jǐ）壓筒所采用的厚壁（bì）包套結構可以優化成薄壁包套結構，也可（kě）嚐試無包套（tào）擠壓開坯技術，進（jìn）一步提高擠（jǐ）壓開坯的工藝可控性，提高擠壓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。鍛件殘餘應力水平低，對保證大型（xíng）複雜零件完整性加工和變形控製非常有意義，對轉動件的長壽命服役也很關鍵。在高溫鈦合金及（jí）Ti-Al 係金屬間化合物合金（jīn）大型鍛（duàn）件製備技術研究中，重點開（kāi）展（zhǎn）了（le）微觀組織與力學性能的關係以及工藝控製研究，而對（duì）鍛件的低殘餘應力製坯和成形技術也需要（yào）給予充分重視，逐步建立和完善鍛件殘餘應力監控手段和技術。
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（wēn）熱處（chù）理或分區控溫鍛造（zào）製備雙性能整體葉盤在工藝上（shàng）是能夠（gòu）實現的，但具體（tǐ）到雙性能整體葉盤（pán）鍛件綜合性能（néng）的控製還有很多細節需要關（guān）注，例如2 種組織（zhī）類型的選擇，過渡區設計在哪個部（bù）位（wèi），過渡（dù）區部位的（de）******按需控製，過渡區組織對性能的影響等。雙合金整體葉盤（pán）製造過程同樣也麵臨（lín）上述問題。
2. 7 Ti-Al 係金屬間化合物合金鍛件（jiàn）強韌化。Ti-Al 係（xì）金屬間化合物合金複雜的相變過程（chéng）為鍛（duàn）件組織（zhī）性（xìng）能（néng）調控（kòng）提（tí）供了空間，需加強Ti3Al、Ti2AlNb合金大型結構件強韌化熱機（jī）械處理技術研究。
3 結語
近十年來，******高溫鈦合金和Ti-Al 係金（jīn）屬間化（huà）合物合金材料與製（zhì）備技術得到快速發展。突破了高（gāo）合金化600 ℃高溫鈦合（hé）金、Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金和Ti3Al 合金等3 t 級工業鑄錠（dìng）的均勻化製備，阻燃鈦合金3 t 級鑄錠包套擠壓開坯，TiAl 合金擠壓棒（bàng）材製備（bèi），600 ℃高溫鈦合（hé）金整體葉盤、阻燃鈦合金機匣的鍛件製備及其零件加工等製造技術。這些關鍵技術的（de）突破，標誌著我國航空發動機用高溫鈦合金（jīn）及Ti-Al 係金屬間化合物合金（jīn）等關鍵材料已經基本完（wán）成由實驗室（shì）研究階段向工程化應用研究階段的跨越。
未來（lái）針對航空發動機（jī）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，提升我國新（xīn）型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金的應用（yòng）技術水平，滿足和推動高性能航空發動機技術發展。
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