摘要： 高溫（wēn）鈦合金（jīn）製造（zào）技術已成為******航空發（fā）動機技術的（de）核心與關鍵，近年來（lái）受到高度重視。在簡要回顧新（xīn）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（chǔ）上，從大規格鑄錠熔煉、擠壓開坯、整體（tǐ）葉盤模鍛、環件軋製（zhì）及零件機加（jiā）工（gōng）等（děng）方麵介紹這些高溫（wēn）鈦合金製造技（jì）術研究所取得的重要（yào）進展。***後，提出我國高溫鈦（tài）合金應用研（yán）究中需要重點關注的問題以（yǐ）及進（jìn）一步發展的建議。
關鍵詞： 高溫鈦合金； 鑄錠熔煉； 擠壓開坯； 整體葉盤（pán）模鍛； 環件軋製； 零件加工
引言
航空發動機性能的提高與新型高溫鈦合金和******結（jié）構設計的協同應用密不可分。我國從20 世紀（jì）90年代加快了新型高溫鈦合金材料的研究進程，開展了（le）550 ℃高溫（wēn）鈦合金、600 ℃高（gāo）溫鈦合（hé）金（jīn）、阻燃鈦合（hé）金（jīn）以及Ti-Al 係金屬間化（huà）合物合金等新材料的研製。在高溫（wēn）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600 ℃高溫鈦合金（ Ti60） 具有優異的熱強（qiáng）性能（néng），但由於焊接技術方麵的研究（jiū）儲備不足（zú），以及稀土相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（jī）上獲得實際應用。基於電子濃度理論，在適當（dāng）利用α2相強化和矽化物析（xī）出（chū）相強化的同時，以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 合金係為基礎加入Nb、Ta 元素（sù），進一步提高多元素複合固溶（róng）強化的效果，研發了第二代具有良好熱（rè）強性能、良好鍛造（zào）加工和焊接性能的550 ℃高溫（wēn）鈦合金（ TA32） 和600 ℃ 高溫（wēn）鈦合金（ TA29、TA33 ） 。TA29 和TA33 鈦合金在成分上差（chà）異較小，而性能（néng）水（shuǐ）平存在的差異主要取決於工藝控製因素。在（zài）第（dì）二代600 ℃高溫（wēn）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）開發了650 ℃ 高溫鈦合（hé）金（ Ti65） ，使得固溶（róng）強化型（xíng）高溫鈦合金的長時使（shǐ）用溫（wēn）度有望突（tū）破傳統的600 ℃熱障溫度。在阻燃鈦合金研（yán）究方麵，研發了2 個耐溫級別的Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金，分別是500 ℃ 長期使用的TB12 阻燃鈦合金（ Ti40） 和550 ℃長期使用的TF550 阻燃鈦合金。對TB12 和TF550 鈦合金（jīn）的（de）阻燃性能及綜合力學性能的研究表明，這兩個合金具有相近的（de）阻燃性能，V 元素含量差異主要影響材料（liào）的熱（rè）強性能。在Ti-Al 係金屬間化合物合金（jīn）研究方（fāng）麵，全麵開展了（ α2 +O + B2） 三相Ti3Al 合金、O 相為基的Ti2AlNb 合金以及γ-TiAl 合金的研究，Ti-Al 係金屬間化合物合金長時使用溫度達到650 ～ 800 ℃。
當（dāng）前，我國（guó）新型600 ℃高（gāo）溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬（shǔ）間化合（hé）物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（huà）研究與應用階段。鈦合金（jīn）熱加工設備的升級換代，大型裝備的應用，海綿鈦、中間合金（jīn）質量的提（tí）高，均（jun1）有力促進了新材料開（kāi）發及製造技術研（yán）究。因此，重點介紹近十年來我國航空發動機用600 ℃高溫鈦合金、阻燃鈦合（hé）金以及（jí）Ti-Al 係金屬間化（huà）合（hé）物合金在鑄錠（dìng）、鍛件及典型（xíng）零件等製造技術研究方麵（miàn）取得的***新進展，並對進一步的研究方向提出建（jiàn）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（jìn），不斷創新，在（zài）實踐（jiàn）中積累了豐富的經驗與掌握了（le）特（tè）殊的加工工（gōng）藝，無論從高精密機械樣（yàng）機（jī）加工，高精密（mì）零件加工，高精密模型樣（yàng）機（jī）加工，北京cnc數（shù）控加工，北京夾具工裝加工 ，尺寸精度還是外觀品質都令客戶拍手。所做產（chǎn）品受到諸多國內外知名企業的好評，產品（pǐn）遠銷東（dōng）南亞。
1. 1 新型高合金化合金鑄錠製備。真空自耗熔煉工（gōng）藝是鈦合金鑄錠製備普遍采（cǎi）用的工藝（yì），其（qí）主要工序包括電極（jí）塊製備、焊接和真空自耗2 ～ 4 次熔煉（liàn）。除了真空（kōng）自耗電弧熔煉爐，******配套設備的應用在鈦（tài）合金優質鑄錠（dìng）製備中也起到了關鍵作用，如自（zì）動稱重（chóng）和混布（bù）料係統、真空等離子焊箱等。新（xīn）型（xíng）600 ℃ 高（gāo）溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti3Al 合金都已實現3 t 級工業鑄（zhù）錠的製備（bèi），突破了高合金化鑄錠成分均（jun1）勻性控製的關鍵（jiàn）技術（shù）。
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著特點，幾種（zhǒng）典型高溫鈦合金（jīn）的名義成分如表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（jīn）的合金化元素總量分別接近43% 和（hé）54%，且合（hé）金（jīn）化元（yuán）素（sù）熔點、密度差（chà）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（shì）加入（rù）。對於高溫鈦合金（jīn），其原料（liào）中海綿鈦占比超過（guò）80%，海綿鈦能夠很好地將中（zhōng）間合金粘結，電極塊強度基本有（yǒu）所保障。但對於Ti3Al 合金，其原料中海綿鈦占比不到60%，Ti2AlNb 合（hé）金原料中海綿鈦占比（bǐ）更低，電極塊強（qiáng）度控製（zhì）問題（tí）非常（cháng）突出（chū），工藝不恰當就會造成電極塊開裂，或電極塊強度偏低（dī），在搬運、焊接和熔煉時發生掉塊，影響鑄錠成分控製。
目（mù）前的解決方法主要是優選中間合金和優化混布（bù）料工藝。圖1 為北京航空（kōng）材料研究院采用真空（kōng）自耗熔煉工藝製備的TD3 鈦（tài）合金3 t 鑄錠（600 mm） 照片及鑄錠頭、中、尾外圓周取樣的成（chéng）分分（fèn）析結果，可（kě）見合金元素Al、Nb、Mo 分布均比（bǐ）較均勻（yún）。
圖1 TD3 鈦合金（jīn）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)
與上述高溫鈦合（hé）金不同，Ti-V-Cr 係（xì）阻（zǔ）燃鈦合金（jīn）不含Al 元（yuán）素，且合金元素的（de）質量分（fèn）數超過40%，同樣存（cún）在原料中海綿鈦占比少的問題，V、Cr 元素的加入方式非常關鍵。在認識阻燃合金化原理的（de）基礎上，通過在合金元素加入方式以及電極結構上的創新，實現了TB12 和TF550 鈦合金（jīn）3 t 級工業鑄錠（620 mm） 的製備，從根本上解決（jué）了Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金工業鑄錠V、Cr 元素（sù）偏析問題，對鍛件質量提升起到了至關重要的作用。
1. 2 低工藝塑性合金的擠壓（yā）開坯。擠壓變形是在（zài）三向壓應力作用下完（wán）成的，裂紋不易形成和擴展，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，我國鈦合（hé）金擠壓技（jì）術主要應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，但擠壓技術沒有在（zài）鈦合金工業級鑄錠開坯中應用。造成這種局麵有2 方麵的原因： 一（yī）方麵，國內鈦合金加工企業缺乏（fá）大型的擠（jǐ）壓設備； 另一方麵，普通高溫鈦合金、高強鈦合金通過液壓機、快鍛機進行鑄錠開坯（pī）、棒材鍛造（zào）能（néng）夠滿足研（yán）製與批量生產的需求。然而，新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金（jīn）屬間化（huà）合物合金都一定程度上存在（zài）鑄造（zào）組織狀態下工藝塑性（xìng）低的問題，其中，對擠壓開坯技術依賴性較強的2 類（lèi）材料分別是阻燃鈦合金和變形TiAl 合金，而擠壓技（jì）術的應用則為這2 類合金棒材的製備（bèi）提供了一條重要的工藝途徑，尤（yóu）其是大型擠壓設備的建造，可（kě）以（yǐ）解決阻燃鈦合金工業鑄錠開坯的難題。
Ti-V-Cr 係阻（zǔ）燃鈦合（hé）金的顯著（zhe）特點是鑄造組織狀態下工藝（yì）塑性非常低，基本不能實現無約束條件下自由鍛（duàn）造。2009—2010 年，北京航空材料研究院與北方重工合作，在（zài）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。圖2為620 mm TB12 鈦合金鑄錠經包（bāo）套（tào）擠壓開坯後獲得的（de）帶包套的擠壓（yā）棒材（ 擠壓比約為4） 。擠壓開坯不僅解決了阻燃鈦合金工業鑄錠（dìng）拔長變形的難題（tí），同時也提高了阻燃鈦（tài）合（hé）金的工（gōng）藝塑性。圖3 為TF550 鈦合金鑄態和擠壓態2 種初始組織狀態的熱加工圖。從圖3 可以看出，無論是鑄態組織還（hái）是擠壓態組織，熱加工圖中（zhōng）呈現的（de）失穩區域均分布於高（gāo）應變速率區域，並且明顯分為2 個部分。結合顯微（wēi）組織和碳化物（wù）形態分析，可以判定1 050 ℃以上的變形失穩主要（yào）緣於（yú）碳化物溶解帶來（lái）的脆性，而1 050 ℃以下的變形失穩主要緣於（yú）局部塑性流（liú）動（dòng）引起的（de）劇烈剪切變形所（suǒ）導致的開裂。與鑄（zhù）態組織相比，擠壓態組織的局部（bù）塑性流動失穩區域明顯（xiǎn）縮小，關鍵熱加工區域窗口擴大，有（yǒu）利於擠壓棒材的進一步鍛造加工。實際鍛造中也發（fā）現經過擠壓開坯後，棒材的工藝塑性明（míng）顯改善，不用包套即可直接在快（kuài）鍛機上完成鐓粗和拔長變形。
圖2 TB12 阻燃鈦（tài）合金擠壓（yā）棒材照片
Fig. 2 Photo of extruded TB12 fireproof titanium alloy bar
圖3 TF550 阻燃鈦合金的熱加工圖( 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 ℃拉伸強度可達600 MPa 以上，比強度（dù）顯著高（gāo）於鎳（niè）基高溫合（hé）金。作為壓氣機葉片應用能夠極大（dà）地降低盤（pán）和軸的負荷，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，技術難度大，研究進展（zhǎn）緩慢。北（běi）京航空材料研究院采用（yòng）包套擠壓工藝和複合隔熱（rè）技術，實現了（le）220 mm TiAl 合金鑄錠的開坯，以及矩形截麵和（hé）圓（yuán）形截麵棒材的二次擠壓。同時，嚐試開展了TiAl 合金（jīn）單次大（dà）擠壓比棒材（cái）製備工藝的（de）研究，製備（bèi）出60 mm × 2 500 mmTiAl 合金（jīn）擠壓棒材，擠壓（yā）比（bǐ）達到10 以上，擠壓棒材的組織（zhī）得到充分細化，如圖4 所示（shì）。
圖4 TiAl 合金鑄錠和擠壓棒材的（de）顯微組織
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（zhì）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，******航空發動機（jī）轉動部件普遍采用（yòng）了整體（tǐ）葉盤結（jié）構（gòu）。TC4、TC17、Ti6242 和600 ℃ 高溫（wēn）鈦合金的整體葉盤研（yán）製（zhì）與（yǔ）應用研究均取得了快速發展（zhǎn）。高溫鈦合（hé）金整（zhěng）體葉（yè）盤鍛件大多采用熱模鍛或者近等溫模鍛成形，由於鍛件的（de）對稱性比較好，若單純從鍛件成形角度考慮，完整（zhěng）充（chōng）型難度不大，但是考慮到整體葉盤服役條件下對不同部位溫度和載荷要求的差異，對於均（jun1）質（zhì）整體葉盤，實現（xiàn）關鍵性能的合理（lǐ）匹配是***主要的技（jì）術難點，涉及（jí）到鍛件微觀組織類型（xíng）選擇以及組織參數控製。600 ℃ 高溫鈦（tài）合金作為一種近α 型鈦（tài）合金，室溫拉伸塑性，特別是試樣熱暴露後（hòu）的塑性（ 稱為熱穩（wěn）定性） 與高溫蠕變性能（néng）之間的矛盾一直是比較突出的問題，單體盤和葉片可以通過（guò）采用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（liáng）好的熱穩定性能和（hé）高周（zhōu）疲勞（láo）性（xìng）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。目前，600 ℃高溫鈦（tài）合金主要采用α + β兩相區近等溫模鍛工藝製造整體葉盤鍛件，通（tōng）過固（gù）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（zhī）中次生α 相的分布，以及更（gèng）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性（xìng）能（néng）的良好匹配。圖5 為TA29 鈦合（hé）金660 mm 整體葉盤及徑向截麵的低倍組織。從圖5 可見，低倍組織為均勻模糊晶形態，是α + β 兩相區鍛造均（jun1）勻變形的典型形貌。
圖（tú）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
鈦合金盤和葉片一體（tǐ）化製造在組織（zhī）性（xìng）能控製上做了一種（zhǒng）工藝上的妥協，為了能（néng）夠充分發揮高溫鈦合金各種微觀組（zǔ）織形態或合金***優勢的（de）性能，近些年嚐試開展了雙合（hé）金整體（tǐ）葉盤以及（jí）雙性能整體葉盤的研製工作，主（zhǔ）要包括： ①線性摩擦焊工藝，理論上可以實現雙合金或（huò）是同一合金雙組織整體葉盤的（de）連接，國內外的研究工作（zuò）主要集（jí）中於線性摩擦焊工藝和接頭組織性能的研究； ②真空電子束焊接+ 近等溫鍛造+ 熱（rè）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雙合（hé）金盤研製（zhì）的基礎（chǔ）研究和組織性能評估； ③分區控溫鍛造和分區控（kòng）溫熱處（chù）理工藝，理論上能夠將整體葉盤鍛件中葉片與盤體控製為不同的組織類型，以更好地滿足整體葉盤不（bú）同部位實（shí）際服役（yì）條（tiáo）件的要求。圖6為（wéi）TA29 鈦合金650 mm 整體葉盤鍛件經分區控溫熱處（chù）理後（hòu）的徑向截麵低倍組織及典型區域的顯微（wēi）組織。
圖6 TA29 鈦合金雙性能整體葉盤鍛件徑向截麵
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），整體葉盤試驗件盤體為（wéi）β 熱處理組織，葉片（piàn）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（pán）的葉片和盤體分別（bié）製備成不同初生α 相含量的雙（shuāng）態組織。
1. 4 整環和半環鍛件研製。以（yǐ）機匣、內環、安（ān）裝邊等為代表的環形件結構也是航（háng）空發動機（jī）中比較重要的結構形式，環鍛件通常采用軋製工（gōng）藝製造（zào），主要工序為棒（bàng）材坯料鐓粗、衝孔、擴孔和***終的軋製成（chéng）形。通常（cháng），坯（pī）料衝孔後得到的環坯進一步擴孔和***終的軋製成形都是在擴（kuò）孔機上完成的。高（gāo）溫鈦合金以及Ti3Al、Ti2AlNb 合金環鍛件製備都（dōu）能夠采用這種工藝路（lù）線，在環鍛件製備（bèi）的4 個工（gōng）序過程中，坯料的加熱溫度、擴孔和（hé）***終軋製成形的變形量（liàng）控製決定了環鍛件的組織類型，通過固溶、時效（xiào）處理可以進一步調控環鍛件的微觀組織，獲得所需的力學性能。圖7 和表2 分別為TD3 鈦合金（jīn）靜子內環鍛件及其（qí）力學性能。可見，TD3 鈦（tài）合金靜子內環鍛件的室溫和650 ℃力（lì）學性能（néng）均比較好。
圖7 TD3 鈦合金靜子內（nèi）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 阻燃鈦合金的變形（xíng）抗力顯著高於普（pǔ）通鈦合金，甚至也高於Ti-Al 係金屬間化（huà）合物合金，如表3 所示。可見，阻燃鈦合金（jīn）環鍛件製（zhì）備難度非常大。在成形外徑（jìng）為730 mm、高度為300 mm 的TB12 鈦合金大型機匣環鍛件（jiàn）時（shí），遇到（dào）的***大問題就是擴孔（kǒng）機噸位不足，坯料衝孔後得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將環坯的徑向（xiàng）截麵（miàn）尺寸******行減薄，然後再在擴孔（kǒng）機（jī）上完成環鍛件的軋製成形，圖8a 為TB12鈦合金軋製（zhì）成（chéng）形的機匣環鍛件。
TB12 鈦合金環鍛件製備中（zhōng），馬架（jià）擴孔的變形火次、各火次的變形量分（fèn）配（pèi）、坯料（liào）的加熱溫度、後續在擴孔機（jī）上成形軋製的變形（xíng）量分配都是非常關鍵的工藝參數。TF550 鈦合金的變形抗（kàng）力更大，工藝塑性比TB12 鈦合金略差，馬（mǎ）架擴孔和軋環成形難度更大，製備機匣鍛件則（zé）采用了熱（rè）模鍛工藝，圖8b 為用TF550 鈦合金50 mm 厚板經熱模鍛製成的（de）半環機匣（xiá）鍛件。表4 為TB12 鈦合金環鍛件及TF550 鈦合金半環模鍛件的力學（xué）性能。
從表4 可（kě）見，TF550 鈦合金鍛件（jiàn）的（de）高溫持久和蠕變性能顯著優於TB12 鈦合金。
圖（tú）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 典型零件加工技（jì）術。由於高（gāo）溫鈦合金具有導熱差、硬度高、粘刀等特性，造成了這種材料車（chē）削（xuē）、銑削和鑽削加工的難度比鋼要大很多，整體葉盤、機匣等零件的結構複雜性與材料特性的耦合結果更增加了零件（jiàn）加工的難度。通過技術攻關（guān），在阻燃鈦合金機匣、600 ℃ 高溫鈦合金整體（tǐ）葉盤、Ti3Al 合金靜子內環及TiAl 合金葉片等零（líng）件的加工技術方麵（miàn）取（qǔ）得了重要（yào）進展。
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（líng）件（ 圖9） 為例，該（gāi）零（líng）件屬於薄（báo）壁類環形件，機匣外型麵（miàn）有帶孔的圓柱凸台，為異形結構，在粗車和粗銑時需要盡（jìn）量多（duō）去餘量，提高加工效（xiào）率，同時還必須保證零件足夠的剛性； TB12鈦合金（jīn）的機械加（jiā）工性能較（jiào）差，切削和銑削加工表麵硬化現象比較（jiào）嚴重，需要（yào）大的切削加（jiā）工力，大切削力加工與（yǔ）剛性保證需求也是一對矛盾，在製定機（jī）匣零（líng）件加工工藝（yì）時這些方麵都是重點考慮的。
2 未來需要重點關注的幾個問題
2. 1 含W 元素（sù）的高溫鈦合金鑄錠製備。從合金化的角度，應重視高熔點（diǎn）元素（sù）的加入方式和中間合金的質量。新型高溫（wēn）鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金的（de）合金化程度較（jiào）高，且含（hán）有Nb、Ta、W 等高熔點元素，高熔點夾雜（zá）是需要嚴格控製的（de）冶金缺陷，尤其（qí）對於熔點超過3 400 ℃的W 元素，更應引（yǐn）起重視。目前國內針對航空發動機長期使用正在開（kāi）展研究的含W 高溫鈦合金主要有（yǒu）TC25G 和Ti65 鈦合金，同時針對航天產品高溫短時應用的含W 鈦（tài）合金一些專利中（zhōng）也有所報道，解決好W 元素的添加問題，對於進一步提升高溫鈦合金的熱強性能，突破600 ℃熱障溫度具有重（chóng）要意義。
2. 2 高溫鈦合金鑄錠的純淨化製備製備。高純淨鈦合金鑄錠也是重要的發展方向。應重視高溫鈦（tài）合金中Fe、O 等雜質元素含量的控製問題，尤其（qí）針對整體葉盤、離（lí）心葉（yè）輪等轉動（dòng）部件應用的高溫鈦合金材料應嚴格控製Fe 元素含量。
2. 3 大規格（gé）棒材組織的精細化控製。新型高（gāo）溫鈦（tài）合金典（diǎn）型（xíng）件製備用（yòng）棒材的技術（shù）要求與鍛件的技術要求基本相當，以（yǐ）保證大（dà）規格（gé）棒材可以直接用於（yú）鍛件製坯，而（ér）不需要進（jìn）一步（bù）改鍛。目（mù）前對鈦合金棒材的組織控製主要是對組（zǔ）織類型提出要求，沒有細致到對（duì）宏觀（guān）和微觀織構的控製，往往大規格棒材中α 晶團的明顯取向（xiàng）會遺傳到鍛件中。近α 型高溫鈦合金的保載疲（pí）勞敏感性與微織構有較（jiào）強的關聯，因此對於整體葉盤（pán）鍛（duàn）件用高（gāo）溫鈦合金大規格（gé）棒材在製備工藝控製上（shàng）應體現出對宏觀和微觀織（zhī）構的控製（zhì）措施。
2. 4 大規格棒材擠壓。隨著我國大型擠壓設備配套工裝（zhuāng）的完善和應用技術的提升，阻燃鈦合金工（gōng）業鑄錠包套擠壓開坯工（gōng）藝仍有優化的空間（jiān）。前期研究工作（zuò）中，為配合大規格擠（jǐ）壓（yā）筒所采用的厚壁包套結構可以優化成薄壁包套結構，也可嚐試無包套擠壓開坯技術，進一（yī）步提高擠壓開坯的工藝可控性，提高擠壓棒材質量（liàng）並降低擠壓成本。
2. 5 低殘餘應力的大型鍛件製備技術（shù）。鍛件殘餘應力水平低，對保證大型複雜零件完整性加（jiā）工和變形控製非常有意義，對轉動件（jiàn）的長壽命服役也很（hěn）關鍵。在高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化（huà）合物合金大型鍛件製（zhì）備技術研（yán）究中，重點開（kāi）展了微觀組（zǔ）織與（yǔ）力學（xué）性能（néng）的關係以及（jí）工藝控製（zhì）研究，而對鍛件的（de）低殘（cán）餘應力製坯和成形技（jì）術也需要給予充分重視，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（zhěng）體葉盤的過渡區控（kòng）製（zhì）。采（cǎi）用分區控溫熱處（chù）理（lǐ）或分區控溫鍛造製備雙性能整體葉盤（pán）在工藝上是能夠實（shí）現的，但具體到雙性能整體葉盤鍛件綜合性（xìng）能的控製還有（yǒu）很（hěn）多細節需要關注（zhù），例如2 種（zhǒng）組織類型（xíng）的選擇（zé），過渡（dù）區設計在哪個部位，過渡區部位的******按需控製，過渡區組織對（duì）性（xìng）能的影響（xiǎng）等。雙合金（jīn）整體葉盤製造過程同樣也（yě）麵臨上述問題（tí）。
2. 7 Ti-Al 係金屬間化合物合金鍛件強韌化。Ti-Al 係金屬間化合物合金複雜的（de）相變過程為鍛件組織性能調控提供了空間，需加強Ti3Al、Ti2AlNb合金大型結構件強韌化熱機械處理技術研究。
3 結語
近十年來，******高溫鈦合金和Ti-Al 係金屬間化（huà）合物合金材料與製備技術得到快速發展。突破了（le）高合金化600 ℃高溫鈦合金、Ti-V-Cr 係阻燃鈦（tài）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（jí）鑄錠包套（tào）擠（jǐ）壓開坯，TiAl 合金擠壓棒材製備，600 ℃高溫鈦合金（jīn）整體葉盤、阻燃鈦合（hé）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 係金屬間化合物合金等關鍵材料已經基本完成由實（shí）驗室研究（jiū）階段向工程化應用（yòng）研（yán）究階段（duàn）的跨越。
未來針對航空（kōng）發動機典型（xíng）應用（yòng），需要進一步大力開展製造（zào）技術的（de）創新優化研究和工藝穩定性控製（zhì）技術研究，提升我國新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合（hé）物合（hé）金的應用技術水平，滿足和推動高性（xìng）能航空（kōng）發動機技術發展。
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