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本文以某型號(hào)某機(jī)匣鍛件為研究對(duì)象，通過探究鍛造加熱溫度對(duì)TC25 鈦合金環(huán)件組織和力學(xué)性能的影響，為TC25 鈦合金鍛件獲得良好的組織和性能提供理論與實(shí)踐依據(jù)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及過程試驗(yàn)材料本研究所用原材料為西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的φ200mm 的TC25 鈦合金棒材，化學(xué)成分如表1所示，棒材高倍組織如圖1 所示，棒材性能見表2、表3 及表4，用金相法測(cè)得相變點(diǎn)為1009℃。

本文主要對(duì)TC4-DT 鈦合金鍛造工藝、熱處理工藝、微觀組織和力學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，利用光學(xué)金相組織觀察、力學(xué)性能測(cè)試等研究手段，總結(jié)出不同鍛造工藝和熱處理工藝對(duì)該合金的組織和性能的影響規(guī)律。TC4-DT 作為適應(yīng)現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展的一種損傷容限合金，必須具備良好的綜合力學(xué)性能。鈦合金的性能和其組織形態(tài)關(guān)系密切，鈦合金的組織形態(tài)往往是由冶煉與后續(xù)的鍛造工藝和熱處理工藝決定的。

盤星新金屬以0-20μm和0-45μm兩種規(guī)格TC4和TA1氣霧化球形粉為主(見圖4)，可定制生產(chǎn)特殊成分和粒徑要求的MIM鈦合金粉末，相關(guān)性能參數(shù)如下表1所示。

大量學(xué)者以靜力學(xué)性能作為優(yōu)化目標(biāo)針對(duì)鈦合金的擴(kuò)散焊接最佳工藝參數(shù)展開了研究工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的主要失效形式為疲勞失效，尤其焊接接頭是受力的薄弱部位。周克印對(duì)比分析了焊前 TC4 原材料以及不同擴(kuò)散焊工藝 得到的材料的疲勞斷裂特性，提出在壓強(qiáng)為 2.94 MPa 以及加熱制度為 960 ℃下保溫 120 min 時(shí)可獲得良好的連接效果。

在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。3. 從刀片入手解決鈦加工難題鈦合金加工時(shí)出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散，也是形成溝槽磨損的原因之一。

β相轉(zhuǎn)變溫度是鈦合金熱處理工藝制定的關(guān)鍵參數(shù)，從圖3-5可以看出CALPHAD方法的優(yōu)點(diǎn)之一，是可以直接計(jì)算得出鈦合金的β相轉(zhuǎn)變溫度。圖3. 計(jì)算偽二元相圖：V:Fe=3.5:1和3.0 wt% Al圖4. 計(jì)算偽二元相圖：V:Fe=3.5:1和4.5 wt% Al圖5.

(in Chinese) ［10］孫成，孫亦璋，劉金，等.激光增材制造TC4/TC11 鈦合金梯度結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)與顯微組織分析［J］．航空制造技術(shù), 2018(4):96-101.

由應(yīng)力值變?cè)茍D得方案一的最大應(yīng)力為637.4 MPa，方案二為557.4 MPa，表明經(jīng)過局部結(jié)構(gòu)調(diào)整，有效降低了懸架立柱的應(yīng)力值，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。懸架立柱選用的材料為TC4鈦合金，其屈服極限為1 029 MPa，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的等效應(yīng)力值小于材料的屈服強(qiáng)度，保證了懸架立柱的使用安全性。

南極熊導(dǎo)讀：航空航天、武器裝備等重要領(lǐng)域?qū)p量化材料的需求日益迫切，鎂合金作為質(zhì)量最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料逐漸受到廣泛關(guān)注，鎂合金的增材制造也開始受到材料界越來越多的重視。鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，密度僅為 1.74 g/cm3，約為鋁合金的 2/3、鋅合金的 1/3、鋼鐵的1/4、鈦合金的 2/5，與多數(shù)工程塑料相當(dāng)。

考慮到實(shí)際應(yīng)用中材料的機(jī)械加工性、焊接性、密度要求以及底板層、蓋板層與 HTCC層的熱膨脹系數(shù)匹配要求，底板層備選材料為Al/SiCp ( 65%) 和 TC4，蓋板層備選材料為可伐合金和TC4，各層之間采用焊錫焊接。各材料參數(shù)如表1所示。 采用六面體單元Solid45、Solid185和殼單元shell63 對(duì)各層結(jié)構(gòu)及連接層進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

本次試驗(yàn)鍛造的TiAl4822 合金力學(xué)性能高于原始鑄錠。圖4 不同鍛造溫度下的抗拉強(qiáng)度圖5 不同鍛造溫度下的延伸率⑵不同鍛造應(yīng)變速率對(duì)力學(xué)性能的影響。根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整鍛造工藝參數(shù)，并對(duì)不同應(yīng)變速率下鍛造的TiAl4822 鈦合金試塊進(jìn)行力學(xué)性能分析，并與原始的鑄錠性能進(jìn)行比較。

2.1.4鈦-鋼復(fù)合板起邊后的坡口（圖1所示）邊緣10mm范圍內(nèi)的殘余鈦打磨去除干凈。這種殘余鈦熔入鋼焊縫將會(huì)形成微裂紋。 圖1 鈦鋼復(fù)合板臺(tái)階式坡口加工簡(jiǎn)圖 2.1.5鎳鋼復(fù)合板臺(tái)階式坡口（圖2所示）邊緣的殘留高合金必須打磨去除干凈。這種高合金熔入鋼焊縫將會(huì)產(chǎn)生脆硬相或出現(xiàn)裂紋。

Ti-5111 合金強(qiáng)韌性高、可焊接性良好，抵抗海水腐蝕能力優(yōu)異，且成本低于同特性(例如Ti6Al4V ELI)的鈦合金，因此在高性能潛艇機(jī)械和結(jié)構(gòu)部件中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，目前它已經(jīng)被美國應(yīng)用于一系列海軍服役設(shè)備中，例如水下無人車輛外殼。為了將其應(yīng)用至更多零部件，更深入地了解熱處理工藝對(duì)Ti-5111 組織和性能的影響顯得非常必要，這也是本文研究的目的。

本文使用VPSC計(jì)算HCP金屬鈦合金的單軸拉伸和單軸壓縮變形過程，實(shí)現(xiàn)鈦合金拉伸壓縮過程中的應(yīng)力應(yīng)變、織構(gòu)演變以及滑移孿晶變形機(jī)制啟動(dòng)情況的預(yù)測(cè)，VPSC程序模擬過程如圖1所示。 圖1 VPSC程序模擬過程圖VPSC模擬的材料初始極圖由程序隨機(jī)生成，其極圖如圖2，可見初始狀態(tài)表現(xiàn)為隨機(jī)織構(gòu)，極密度最大值為1.4。