引 言 

现在钛合金锻件产品被大宗用于宇航、军工和汽车等领域，，，，，，钛合金质料具有较高的比强度，，，，，，密度为4.54g/cm³，，，，，，同时具有较好的热稳固性和高温强度。。。。。。。。但在锻件生产历程中，，，，，，由于TC4质料组织在变形历程中对变形温度和变形水平极为敏感，，，，，，容易泛起大批量崎岖倍组织缺乏格的征象，，，，，，进而影响钛合金质料的塑性和高温强度，，，，，，这些缺乏格组织如粗大晶粒、魏氏组织等关于宇航军工产品来说是致命的隐患[1]，，，，，，因此近些年来有用控制TC4钛锻件的组织成为研究热门。。。。。。。。 

1、铸造工艺策划 

1.1 锻件产品缺乏格征象剖析

 以中国某锻压企业大批量生产的某零件（锻件规格为Ф100×75 mm）为例，，，，，，原质料为切合GB/T 2965-2007要求，，，，，，铸造生产时1次镦粗成形，，，，，，始锻温度为970 ℃、终锻温度为850 ℃，，，，，，此质料在经铸造和热处置惩罚后力学性能、金相缺乏格征象时有爆发，，，，，，废品率较高，，，，，，如图1所示。。。。。。。。

从图1可以看出，，，，，，低倍组织有肉眼可见的清晰晶粒，，，，，，凭证标准GJB2744A-2007评级为5级，，，，，，属于缺乏格组织；；；；；；高倍组织中初生α相含量小于5%，，，，，，所有β晶界未α充分破碎，，，，，，切合标准评级图中的7类，，，，，，也属于缺乏格组织，，，，，，起源剖析为铸造温度和变形水平参数选取不当所致。。。。。。。。 

1.2 试验流程及计划 

为改善钛合金锻件质量，，，，，，阻止因崎岖倍缺乏格引起大批量产品报废，，，，，，妄想开展4组工艺试验研究，，，，，，试验变量为始锻温度和变形量，，，，，，所有产品不检测崎岖温力学性能、不举行探伤工序，，，，，，其余凭证Ι-GJB2744A-2007验收，，，，，，成形尺寸为Ф（115±3） mm×（75±3） mm，，，，，，锻件生产流程如图2所示。。。。。。。。

锻件锻后热处置惩罚退火温度为750 ℃，，，，，，4组工艺试验参数变量如表1所示。。。。。。。。

2、开展铸造试验 

2.1 锻件原质料质量剖析 原质料组织关于锻件组织具有一定的遗传特征，，，，，，此次工艺试验所用原质料标准为GB/T2965-2007，，，，，，供应状态为退火态（M），，，，，，复验效果如表2所示。。。。。。。。

原质料高倍组织如图3所示。。。。。。。。

原质料棒材为退火态，，，，，，由图3可以看出，，，，，，原质料高倍组织差别部位有一定差别，，，，，，主要是初生α相含量从边沿到中心部逐渐增多，，，，，，晶粒尺寸逐渐较。。。。。。。。，，，，，缘故原由是随着变形量的增添初生α相晶粒的尺寸变。。。。。。。。，，，，，β转变组织所占的比重有所减小[2]。。。。。。。。 

2.2 铸造试验 

试验件在400 kg空气锤上举行铸造，，，，，，原质料使用电炉加热，，，，，，加热温度及变形量如表1所示，，，，，，铸造试验现场如图4所示。。。。。。。。

4组试验件热处置惩罚制度为完全再结晶退火，，，，，，退火温度750 ℃，，，，，，保温1 h后空冷。。。。。。。。

3、效果剖析 

热处置惩罚后对1~4组试验锻件剖切取样，，，，，，每组第1件剖切横向拉伸试样和攻击试样，，，，，，第2件在3个区（Ι-易变形区、Ⅱ-难变形区、Ⅲ-变形死区）切取高、低倍（Z-轴向、Q-切向）组织，，，，，，取样示意如图5所示。。。。。。。。

3.1 力学性能剖析 力学性能指标比照表3验收。。。。。。。。

1~4试验锻件力学性能统计如表4所示。。。。。。。。

由表4可以看出，，，，，，低温大变形条件下（试验组4）对力学性能各项指标较为有利，，，，，，凭证变形工艺力学指标从好到坏依次为：低温大变形＞低温通例变形＞高温通例变形＞高温大变形；；；；；；而试验组3力学性能保存超差征象，，，，，，如图6所示，，，，，，试验组3低倍评级5级、高倍7类，，，，，，锻件纤维组织保存穿流和涡流征象，，，，，，会对抗拉和屈服有不良影响[3]。。。。。。。。

大塑性变形条件下，，，，，，若是变形速率高，，，，，，则其温升效应逐渐凸显，，，，，，温升较大且温降较量。。。。。。。。，，，，，极容易导致变形温度凌驾β相变转变温度，，，，，，导致等轴α相酿成针状或片层状α相，，，，，，且保存较量显着的魏氏组织和晶界α相，，，，，，这也是力学指标超差的主要缘故原由[5,6]。。。。。。。。 

3.2 高倍组织剖析 

图7为4组试验锻件剖切后Ⅲ区的高倍组织。。。。。。。。

从图7a、7c可以看出，，，，，，在970 ℃差别变形水平条件下晶界破碎水平和初生α相含量是差别的；；；；；；比照图7b、7d可知：变形量越大、变形温度越低越容易形成初生α相。。。。。。。。 

图8为3个变形区的高倍组织示意。。。。。。。。

如图8所示，，，，，，3个变形区初生α相含量随变形量镌汰而逐渐镌汰，，，，，，图8c因变形量较低，，，，，，原始β晶界未充分破碎，，，，，，保存一连、平直的晶界α相，，，，，，该相的保存是裂纹扩展的直接通道，，，，，，有利于裂纹的扩展，，，，，，因此导致TC4质料的塑性指标有所降低[7]。。。。。。。。

3.3 低倍组织效果统计与金相剖析 

按图5举行剖切取样，，，，，，试验组1-4热处置惩罚后低倍评级统计如表5所示。。。。。。。。

由表5第1组试验的低倍组织评级效果剖析可知，，，，，，在高温通例改锻情形下，，，，，，热处置惩罚后会泛起崎岖倍组织超差的征象；；；；；；起源剖析原由于：铸造温度过高，，，，，，且变形量缺乏，，，，，，变形所累计的再结晶激活能不敷富足，，，，，，再结晶晶粒少，，，，，，少部分晶粒异常长大后，，，，，，金相组织爆发异常[8,9]，，，，，，如图9a、9b所示。。。。。。。。 而大变形情形下，，，，，，高温高速变形会使锻件局部温升过高，，，，，，温升会促使难变形区和变形死区显微组织中β相转变为针状和片状α相，，，，，，且因变形死区变形量缺乏而使β晶界未完全破碎[10]，，，，，，这种情形下即会形成缺乏格的组织，，，，，，如图9c所示，，，，，，这种征象和表X力学性能指标的优劣排序是相符的，，，，，，说明高温变形下的缺乏格低倍组织会对锻件的力学性能指标造成一定影响。。。。。。。。

比照1、3组试验低倍组织检测情形，，，，，，如图9所示，，，，，，大变形对低倍组织有一定改善作用；；；；；；由试验组3锻件取样理化检测效果可知，，，，，，试验件低倍检测评级与取样偏向有关连，，，，，，切向一样平常好于轴向。。。。。。。。

4、结 论 

a）铸造变形温度和变形水平严重影响TC4钛合金的崎岖倍组织和力学性能指标，，，，，，在铸造温度950 ℃和大变形工艺情形下（变形量不小于70%），，，，，，锻件崎岖倍及理化检测及格率显着改善，，，，，，效果优于其他铸造生产工艺，，，，，，验收指标远远高于GJB 2744A-2007标准要求。。。。。。。。 

b）低温大变形有利于细化晶粒组织、提高锻件产品力学性能，，，，，，改善锻件高倍组织，，，，，，且变形温度越低、变形水平越大，，，，，，越容易泛早先生α相组织。。。。。。。。 

c）崎岖倍组织对力学性能指标有影响，，，，，，低倍组织穿晶、涡流和高倍组织泛起魏氏组织会使产品力学性能指标降低，，，，，，严重影响产品的使用性能。。。。。。。。

参考文献 

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作 者 简 

介 宫 成（1988-），，，，，，男，，，，，，工程师，，，，，，主要研究偏向为航天领域金属质料塑性成 形工艺。。。。。。。。 

刘 浩（1989-），，，，，，男，，，，，，工程师，，，，，，主要研究偏向为铸造热加工。。。。。。。。 

刘晓霏（1986-），，，，，，男，，，，，，高级工程师，，，，，，主要研究偏向有色金属质料热处置惩罚。。。。。。。。 

高新亮（1992-），，，，，，男，，，，，，工程师，，，，，，主要研究偏向为金属质料热处置惩罚。。。。。。。。

张国庆（1987-），，，，，，男，，，，，，工程师，，，，，，主要研究偏向为玄色金属与有色金属组织 检测与力学性能剖析。。。。。。。。

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