作者 ： 曹京霞，弭（mǐ）光（guāng）寶，蔡建（jiàn）明，高帆，周毅，黃旭，曹（cáo）春曉
( 中國航發北京航空材料研究院******鈦合金航空（kōng）科技重點實驗室，北京100095)
摘要： 高溫鈦（tài）合金製造技（jì）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（hé）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（guī）格鑄（zhù）錠（dìng）熔煉、擠壓開坯、整體葉盤模鍛、環件軋製及（jí）零件機加工等方麵介紹這些高溫鈦合金製造技術研究（jiū）所取得（dé）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。
關鍵詞（cí）： 高溫鈦合金； 鑄錠熔煉； 擠壓開坯； 整體葉盤模鍛； 環（huán）件軋製； 零件加工
引言
航（háng）空發動（dòng）機性能的提高與新型（xíng）高溫鈦合金和（hé）******結構設計的協同（tóng）應（yīng）用密不可（kě）分。我國從20 世紀90年代加快了（le）新型高溫鈦合金材料（liào）的研（yán）究進程，開（kāi）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（jiān）化合物合金等（děng）新材料的研製。在高溫鈦合金方麵，國內自主研發的******代含稀土Nd 的550 ℃高溫鈦合金（ TA12） 和（hé）600 ℃高溫（wēn）鈦合金（ Ti60） 具有優異的熱強性能（néng），但由於焊接技術（shù）方麵的研（yán）究儲備不足，以及稀土相易在焊縫區域晶界處偏聚易造成接（jiē）頭脆性斷裂等問題沒有得到（dào）有效解決，未在航空發動機上獲得實際應用。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（qiáng）化的同時，以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 合金係為基（jī）礎（chǔ）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（néng）、良好鍛（duàn）造加工和焊（hàn）接性（xìng）能的550 ℃高溫鈦合金（ TA32） 和600 ℃ 高（gāo）溫鈦合金（ TA29、TA33 ） 。TA29 和TA33 鈦合金在成分上差異較小，而性能（néng）水平存在（zài）的差異主要取決於工藝控製因素。在（zài）第二代600 ℃高溫鈦合金的（de）基礎上（shàng），通過添加W 元素、提高Ta 元素含量，進一步開發了650 ℃ 高溫鈦合金（ Ti65） ，使得固溶強化型高溫鈦合（hé）金（jīn）的長時（shí）使用溫度有望突破（pò）傳統的600 ℃熱障（zhàng）溫度（dù）。在阻燃鈦合金研究方麵，研發了（le）2 個耐溫級別的Ti-V-Cr 係阻燃（rán）鈦合金，分別是500 ℃ 長（zhǎng）期使用的TB12 阻燃鈦合金（ Ti40） 和550 ℃長期使用的TF550 阻燃鈦合金。對TB12 和TF550 鈦合（hé）金的阻燃性能及綜（zōng）合力學性能（néng）的研究表明，這兩個合金具有相近的阻燃（rán）性（xìng）能，V 元素含量差異主（zhǔ）要影響材料的熱強性能。在Ti-Al 係金屬間化合物合金研究方麵，全（quán）麵開展（zhǎn）了（ α2 +O + B2） 三相Ti3Al 合金、O 相為基的（de）Ti2AlNb 合金以及γ-TiAl 合金的研究，Ti-Al 係金屬間化合物合（hé）金長（zhǎng）時使（shǐ）用溫度達到650 ～ 800 ℃。
當前，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（wán）成實（shí）驗室階段的探索研究，逐步進入工程化（huà）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（de）應用，海綿鈦、中間（jiān）合金質量的提高，均有力促進了新材料開發及製造技術研究（jiū）。因此，重點介紹近十年來我國航空（kōng）發動機用600 ℃高溫鈦合（hé）金（jīn）、阻燃鈦合金以及Ti-Al 係金屬間化合物合金（jīn）在鑄錠（dìng）、鍛件及典型零件等製造技術（shù）研究方麵取得的***新進展，並（bìng）對進（jìn）一步的研究方（fāng）向提出建議。
1 高溫（wēn）鈦合金製造技術研究
1. 1 新型高合金化（huà）合金（jīn）鑄錠製備。真空自耗熔煉工藝是鈦合金鑄錠製備普遍采用的工藝（yì），其主要工序包括電（diàn）極塊製備、焊（hàn）接和真空自耗2 ～ 4 次熔煉。除了真空自耗電弧熔煉爐（lú），******配套設備的應用在鈦合（hé）金優質鑄錠製備中也起到了關鍵作用，如自動稱（chēng）重和混布料係統（tǒng）、真空等離子焊箱（xiāng）等。新型600 ℃ 高溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti3Al 合金都已實現3 t 級工業鑄錠的（de）製備，突破（pò）了高合金化鑄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 係金屬間化合物合金的顯（xiǎn）著特點，幾種典型高溫鈦合金的名（míng）義成（chéng）分如表1 所示。從表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 合金的合金化元素（sù）總量分別接近43% 和54%，且合金化元素熔點、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的TC4、TC11 等鈦合金。高熔點元素（ 如Ta、Nb、Mo 等） 一般以Al-X、Ti-X 或Al-X-Y 三元中間合金的形式加入。對於高溫鈦（tài）合金，其原料中（zhōng）海（hǎi）綿鈦占比超過80%，海綿鈦能夠很好地將中間合金粘結，電極塊強度基本有所保障（zhàng）。但對於Ti3Al 合金，其（qí）原料中海綿鈦占比不到60%，Ti2AlNb 合金原料中海綿鈦占比更低，電極塊強（qiáng）度控製問題非常突出，工（gōng）藝不恰當（dāng）就會造成電極塊開裂，或（huò）電極塊強度偏低，在搬運、焊接和熔煉時發生掉塊（kuài），影響鑄錠（dìng）成分控製。
目前的解（jiě）決方法主要是（shì）優選中間合金和優化混布（bù）料工藝。圖（tú）1 為北（běi）京（jīng）航空材料研究院采用真空自耗（hào）熔煉工藝製備的（de）TD3 鈦合金（jīn）3 t 鑄錠（600 mm） 照片及鑄錠頭、中、尾外圓周取樣的成（chéng）分分析結果（guǒ），可見合金元素（sù）Al、Nb、Mo 分布均比較（jiào）均勻（yún）。
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)
與上述高（gāo）溫鈦合金不（bú）同，Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金不含Al 元素，且合金元素的質量分數超過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（shí）阻（zǔ）燃合金化原理的基（jī）礎上，通過在合金元素加入方式（shì）以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（de）製（zhì）備，從根本上解決了Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金工業鑄（zhù）錠V、Cr 元素偏析問題，對鍛件質（zhì）量提升（shēng）起到了（le）至關重（chóng）要的作用。
1. 2 低工藝塑（sù）性合金的擠壓開坯（pī）。擠壓變形是在三向壓應力作用下完成的，裂紋不（bú）易形成（chéng）和擴展（zhǎn），非常適合低工藝塑性合金鑄錠的開坯和棒材製造。長期以來（lái），我國（guó）鈦合金擠壓技術主要應（yīng）用於管材和筒體結構件的製備，近些年也開展了鈦合金型材的擠壓製備，但擠（jǐ）壓技術沒有（yǒu）在鈦合金工業（yè）級鑄錠開坯中（zhōng）應用。造成這種局麵有2 方麵的原因： 一方麵，國內鈦合金加工企業缺乏大型的擠壓設（shè）備； 另一方麵，普通高溫鈦合金、高（gāo）強鈦合金通過液壓機、快鍛機進行（háng）鑄錠開坯、棒材鍛造能夠滿足研製與批量生產的需求。然而，新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬（shǔ）間化合物合金（jīn）都一定（dìng）程度上存在鑄造組織狀（zhuàng）態下工藝塑性低（dī）的問題，其中，對擠壓開坯技術依賴性較強的2 類材料分別是阻燃鈦合金和變形TiAl 合金，而擠壓（yā）技術的應用則為這2 類合（hé）金棒材的製備提供了一條重要的工藝途徑，尤其是大型擠壓設（shè）備的建造，可以解決阻燃鈦合金工業鑄錠開坯的難題。
Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金的顯（xiǎn）著特點是鑄造組織狀態下工藝塑性非常低，基本不能實現（xiàn）無約束條件（jiàn）下自由鍛造。2009—2010 年，北京航空材料研究院（yuàn）與北方重工合作，在360MN 擠壓機上實現了TB12 和TF550 鈦（tài）合金（jīn）多個3 t 級鑄錠的包套擠壓開坯。圖2為620 mm TB12 鈦合金鑄錠經包套擠壓開坯後獲得的（de）帶包（bāo）套的擠壓棒材（cái）（ 擠壓比約為4） 。擠壓（yā）開坯不僅（jǐn）解決了阻燃鈦合金工業鑄（zhù）錠（dìng）拔長變形的難題，同時也提高了阻燃（rán）鈦合金的工藝塑性。圖（tú）3 為TF550 鈦合金鑄態和擠壓（yā）態2 種初始（shǐ）組織（zhī）狀態（tài）的熱加工圖。從圖（tú）3 可以看出，無論是鑄態組（zǔ）織還是擠壓態組織，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。結合顯微組織和碳化物形態分析，可以判定1 050 ℃以上的變形失（shī）穩主要緣於碳化物溶解帶來的脆性，而1 050 ℃以下的變形（xíng）失穩主要緣於局部塑性流動引起的劇烈剪切變形所導致的開裂。與鑄態組織相比，擠壓態組織的局部塑（sù）性流動失穩區域明顯縮（suō）小，關（guān）鍵熱加工區域窗口擴大，有利於擠（jǐ）壓棒材的進一步鍛造加工（gōng）。實際鍛造中也發現經過擠壓開坯後，棒（bàng）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長變形（xíng）。
圖（tú）2 TB12 阻燃鈦（tài）合金擠壓棒材（cái）照片
Fig. 2 Photo of extruded TB12 fireproof titanium alloy bar
圖3 TF550 阻燃（rán）鈦合金的熱加工圖( 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）可達（dá）600 MPa 以上，比強度顯（xiǎn）著高於（yú）鎳基高溫合金。作為壓氣機葉（yè）片（piàn）應用能夠極大地（dì）降低盤和（hé）軸的負荷，這對（duì）發動機設計有極大的吸引力。然而，鍛造TiAl 合金的研究（jiū）一直受困於材料自身非常低的工藝塑性，技術難度大，研究進展緩慢。北京航空材料研究院（yuàn）采（cǎi）用（yòng）包套擠壓工藝和複合隔熱技術，實現了220 mm TiAl 合金鑄錠的開坯（pī），以及矩形截麵和圓形截麵棒材的二次擠壓。同時，嚐試開（kāi）展了TiAl 合金單次大擠壓比棒材製備工（gōng）藝（yì）的研究（jiū），製備出60 mm × 2 500 mmTiAl 合金擠壓棒材（cái），擠壓比達到10 以上，擠壓棒材的組織（zhī）得到充分（fèn）細化，如圖4 所示。
公司在國（guó）內知名專家教授的引（yǐn）領帶動下，組建了一支國內******的超精密（mì）技術研發團隊，研發團隊在超精密機床的單元技術、切削機理和工藝、成套技術及應用（yòng）工藝方麵具備豐富（fù）的技術經驗和實踐積累。可為北京（jīng）精密零件加工，北（běi）京鋁（lǚ）合（hé）金（jīn）異型件加（jiā）工製造相關產業提供優質的（de）技術服務。
圖4 TiAl 合金鑄錠和（hé）擠壓棒（bàng）材的顯微（wēi）組織
Fig. 4 Microstructures of TiAl alloy ingot and extruded bar: ( a) as-cast; ( b) as-extruded
1. 3 整體葉盤鍛件研製與組織性能控製。輕（qīng）量化、整體化是航（háng）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構。TC4、TC17、Ti6242 和600 ℃ 高溫鈦合金（jīn）的整體葉盤研製與應用研究均（jun1）取得了快（kuài）速發展。高溫鈦合金整體葉盤鍛件大多（duō）采用熱模鍛（duàn）或者近等溫模（mó）鍛成形，由於鍛（duàn）件的對稱性比較好，若單純從鍛件成形角度（dù）考慮，完整充型難度不大，但是考慮到整體葉盤服役條件下對不（bú）同部位溫度（dù）和載荷要求的差異（yì），對於均質整體葉盤，實現關鍵性能（néng）的合理匹配是***主要的技術難點，涉及到鍛件微觀組織類（lèi）型選擇以及組織參數控製。600 ℃ 高溫鈦合金作為（wéi）一種近（jìn）α 型鈦合金，室溫拉伸（shēn）塑性，特別是試樣熱（rè）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（yè）片可以通過（guò）采用不同的組織類型分（fèn）別控製，例如葉片采（cǎi）用雙態組織以獲得良好的（de）熱穩定性能和高周疲勞性能（néng）；盤采用β 鍛的網籃組織以獲（huò）得高的蠕變性能和損（sǔn）傷（shāng）容限性能（néng）。目前，600 ℃高溫鈦合金主（zhǔ）要采用α + β兩相區近（jìn）等溫模鍛工藝製造整（zhěng）體葉盤鍛件，通（tōng）過固溶和時效處理控製等軸初生α 相的體積分數在10%～ 30%之間，控製β 轉變組織中次（cì）生α 相的分布，以及更微觀尺度的α2相、矽化物相的析出和分布，實現整體葉盤鍛件熱穩定性和蠕變（biàn）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 可見（jiàn），低倍組織為均勻模糊晶形（xíng）態，是α + β 兩（liǎng）相區鍛（duàn）造均勻變形的典型形貌。
圖5 TA29 鈦合金（jīn）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
鈦合金盤和葉片一體化製造在組織性能控製上做了一（yī）種工藝上的妥協，為了能夠充分發揮高溫（wēn）鈦合金各（gè）種微觀組織形態或合金***優勢的性能，近些（xiē）年嚐試開展（zhǎn）了雙合金整體葉盤以及雙性能整體葉盤的研製工作，主要包（bāo）括： ①線性摩擦焊工藝，理論上可以實現雙合（hé）金或（huò）是同一合金雙組織整體葉盤的連接（jiē），國內外的研究工作主要集中於線性摩擦（cā）焊工藝和接頭組織性能的研究（jiū）； ②真空電（diàn）子束焊接+ 近等溫鍛造+ 熱（rè）處理強化界麵的複合工藝，西北（běi）工業大學采用這種工藝（yì）開展了Ti3Al /TC4、Ti3Al /TC11、Ti2AlNb /TC11、Ti2AlNb /Ti60雙合金盤（pán）研製的基礎研究和（hé）組織性能評估； ③分區控溫鍛（duàn）造和分區控溫熱處理工藝，理論上能夠將整體葉盤鍛（duàn）件中葉片與盤體控製為不同的（de）組織類型，以更好地滿足整體葉盤不同部位實際服役條件的要求。圖（tú）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（bèi）組織及典型區域的顯微組織。
圖6 TA29 鈦合金（jīn）雙性能整體葉盤鍛件徑向截麵
低倍組（zǔ）織和顯微（wēi）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，整體葉盤試驗（yàn）件盤體為β 熱（rè）處理組織，葉片部位為α + β 兩相區熱處（chù）理組織。此（cǐ）外，通過工藝控製，也可將整體葉盤的葉（yè）片和（hé）盤體分別製備成不同初生α 相含量（liàng）的（de）雙態組織。
1. 4 整環和半環鍛件（jiàn）研製。以機匣、內環、安裝邊等為代表（biǎo）的環形件結構也是航空（kōng）發動機中比較重要的結構形式，環鍛件通常采用軋製工藝（yì）製造，主要工序為（wéi）棒材坯料（liào）鐓粗、衝孔、擴孔和***終（zhōng）的軋（zhá）製（zhì）成形。通常，坯料衝孔後得到的環坯進一（yī）步（bù）擴孔和***終的軋製成形都是（shì）在擴孔機上完成的（de）。高溫鈦合金以及Ti3Al、Ti2AlNb 合金（jīn）環鍛件（jiàn）製備都能（néng）夠采用這種工藝路線，在（zài）環鍛件（jiàn）製備的4 個工序過（guò）程中，坯料（liào）的加熱溫度、擴孔（kǒng）和***終軋製成形的變形（xíng）量控製決定了環鍛件的（de）組織類型，通（tōng）過（guò）固溶、時效（xiào）處理可以進一步調控環鍛件的微（wēi）觀組織，獲得所需的力學性能。圖7 和表2 分別（bié）為TD3 鈦合金靜子內環鍛件及其力學性能。可見，TD3 鈦合（hé）金靜子內環鍛件的室溫和650 ℃力學性能均比較好。
圖7 TD3 鈦合金（jīn）靜子內環鍛件照片
Fig. 7 Photo of TD3 titanium alloy stator ring forgings
相近變形條件下，TB12 和TF550 阻（zǔ）燃鈦合金的（de）變形抗力顯著高於普通鈦合金，甚至也高（gāo）於Ti-Al 係金屬間化合物合（hé）金（jīn），如表3 所示（shì）。可見，阻燃（rán）鈦合金環鍛件製備難度非常大。在成形外徑為730 mm、高度（dù）為300 mm 的TB12 鈦合金（jīn）大（dà）型（xíng）機匣環鍛件時，遇到的***大問題就是擴孔機噸位不（bú）足，坯料衝孔後得到的環坯徑向（xiàng）截麵（miàn）厚度仍較（jiào）大，不能在擴孔（kǒng）機上直接進行擴孔，隻能采用變形條（tiáo）件比較（jiào）差的馬架擴孔工藝（yì）將環坯的（de）徑向截麵尺寸******行（háng）減薄（báo），然後再在擴孔機上完成環鍛件（jiàn）的軋製成形，圖8a 為（wéi）TB12鈦合金軋製（zhì）成形的機匣環（huán）鍛件。
TB12 鈦合金環鍛件製備中，馬架擴孔的變形火次、各火次的變形量分配、坯料的加熱溫度、後續在擴孔機上成形軋製的變形（xíng）量分（fèn）配都是非常關鍵的工藝參數。TF550 鈦合金的變形抗力更大，工（gōng）藝（yì）塑性比TB12 鈦合金略差，馬（mǎ）架擴孔和軋環成形難度更大，製（zhì）備機匣鍛件則采用了熱模鍛（duàn）工藝，圖8b 為用TF550 鈦合金50 mm 厚板經熱模鍛製成的半環機匣（xiá）鍛件。表4 為TB12 鈦合金環鍛件及TF550 鈦合金半環（huán）模鍛件（jiàn）的力學性（xìng）能。
從表4 可見，TF550 鈦合金鍛件的高溫持（chí）久和蠕變性能顯著（zhe）優於TB12 鈦（tài）合金。
圖8 阻燃鈦合金機匣鍛件照（zhào）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。由於高溫鈦合金具有導熱差、硬度高、粘刀等特（tè）性，造成了這種材料車削、銑削和鑽削加工的難度比鋼（gāng）要大很（hěn）多，整體葉盤、機匣（xiá）等零（líng）件（jiàn）的結構複雜性（xìng）與材料特性的耦合（hé）結（jié）果更增加（jiā）了零件（jiàn）加工的難度。通過技術攻關，在阻燃鈦合金機匣、600 ℃ 高溫鈦合（hé）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術方麵取得了重要進（jìn）展。
圖9 TB12 阻燃鈦合金機匣零件照片
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（huán）形件，機匣（xiá）外型麵有帶孔的圓柱凸台，為（wéi）異形結構，在粗車和粗銑時需要盡量多（duō）去餘（yú）量，提高加工效率，同時還必須保（bǎo）證零件足夠的剛性； TB12鈦合金的機械加工性能較差，切削和銑削加工表麵硬化現象比較嚴重（chóng），需要（yào）大的切（qiē）削加工力，大（dà）切削（xuē）力加工與剛性（xìng）保證需求也是一對矛盾，在製（zhì）定機匣零件加工工藝時這些方（fāng）麵都是重點考慮的。
2 未來需要重點關注（zhù）的幾個問題
2. 1 含W 元素的高溫鈦合（hé）金鑄錠製備。從合（hé）金化的角度，應重（chóng）視高熔點（diǎn）元素的加入方式和中間合金的質（zhì）量。新型高溫鈦合（hé）金及Ti-Al 係（xì）金屬間化合物合金（jīn）的合金化程度較高，且含有（yǒu）Nb、Ta、W 等高熔點元素，高熔點夾雜是需要嚴格控製的（de）冶金缺陷，尤其對於熔點超過3 400 ℃的W 元（yuán）素，更應引起重視。目前國（guó）內針對（duì）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 鈦合金，同時針對航天產品高溫短時應用的含W 鈦合金一些專利中也有所報道，解決（jué）好W 元（yuán）素的添加問題（tí），對於進一步提升高（gāo）溫鈦（tài）合金的熱強性能，突破600 ℃熱障溫度具有重要意義。
2. 2 高溫鈦合（hé）金鑄錠的純淨化（huà）製（zhì）備製備。高純淨鈦合金鑄錠也是重要的發展方（fāng）向。應重（chóng）視高溫鈦合金中Fe、O 等雜質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（yīng）用的高溫鈦合金材（cái）料應嚴格控製Fe 元（yuán）素含量。
2. 3 大規格棒材組織的精細化控製。新型（xíng）高溫鈦合金典型件製（zhì）備用棒材的技術要求與鍛件（jiàn）的技術要求基本相當，以保證大規格（gé）棒材（cái）可以直接用（yòng）於鍛件製坯，而不需要進一步改鍛。目前對鈦合金棒（bàng）材的組織控製主（zhǔ）要是對組織類（lèi）型提出要求，沒有細致（zhì）到對宏觀（guān）和（hé）微觀織構的控製，往往大規格棒材（cái）中α 晶團的（de）明顯取（qǔ）向會遺傳到鍛件（jiàn）中。近α 型高溫鈦合金的保載疲勞敏感性與微織構有較強（qiáng）的關（guān）聯，因此對於整體葉盤鍛件用高溫鈦合（hé）金大（dà）規格棒材在製備工藝控製上應體現出對宏觀和微（wēi）觀織構的控製措施。
2. 4 大（dà）規格棒材（cái）擠壓。隨著我國大型擠（jǐ）壓設備配套工裝的完善和應用技術的提升，阻燃鈦（tài）合（hé）金工業鑄錠包套擠壓開坯工（gōng）藝（yì）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（de）厚（hòu）壁（bì）包套結構可以優化成薄壁包（bāo）套結構，也可嚐試無包（bāo）套擠壓開坯技術，進一步提高（gāo）擠（jǐ）壓開坯的（de）工藝可控性，提高擠壓棒材質量並降低擠壓成（chéng）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（duì）保證大（dà）型複雜（zá）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（wēn）鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金大型鍛件製備（bèi）技（jì）術研究中，重點（diǎn）開展了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（lì）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（cán）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（fèn）區（qū）控溫熱處理或分區控溫鍛造製備雙性能（néng）整體葉盤在工藝上是能夠實現的（de），但具體到雙性能整體葉盤鍛件綜合（hé）性能的控製還有很多（duō）細節需要關注，例如2 種組織類型的選擇（zé），過渡區設計在（zài）哪個部位，過渡區部位的（de）******按（àn）需控製，過渡區組織對（duì）性（xìng）能的影響等。雙合金（jīn）整體葉盤製造過程（chéng）同（tóng）樣也（yě）麵臨上述問題。
2. 7 Ti-Al 係金（jīn）屬間化合物合金鍛件強韌（rèn）化。Ti-Al 係金屬間化合物合金複雜的相變（biàn）過程（chéng）為鍛件組織性（xìng）能調控提供了（le）空間，需加強Ti3Al、Ti2AlNb合金大型結構件強韌化熱機械處理（lǐ）技術研究。
3 結語
近（jìn）十年來，******高溫鈦合金和（hé）Ti-Al 係金屬間化合物合金材料（liào）與製備技術得（dé）到快速發展。突（tū）破了高合金化（huà）600 ℃高溫鈦合金、Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金和Ti3Al 合金等3 t 級工業鑄錠的均勻化製備，阻燃鈦合金3 t 級鑄錠包套擠壓開坯，TiAl 合（hé）金擠壓棒材製備，600 ℃高溫鈦合金整體葉盤、阻燃鈦合金（jīn）機匣的鍛（duàn）件製備及其（qí）零件加工（gōng）等製造技術。這些關鍵（jiàn）技術的突破，標誌著我國航空發動機用高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物（wù）合金（jīn）等關鍵材料已經基本完成由（yóu）實驗（yàn）室研究階段向工程化應用研究階段的跨（kuà）越。
未來針對航空發動機典型應用，需要進一步大力開展製（zhì）造技術的創新優化研究和工藝穩定性控（kòng）製技術研究，提升我國新（xīn）型（xíng）高溫鈦合（hé）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（xìng）能航空發動機技術發（fā）展。
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