钛合金由于密度小、比强度高、耐侵蚀，，，，，已被普遍应用于航天航空领域。。。。。。TC4钛合金属于Ti-Al系双相高强钛合金，，，，，具有优异的热变形工艺性及优良的力学性能，，，，，最高事情温度可至500℃,已被大宗应用于航空航天发念头等主要部件[1]。。。。。。陪同着新型发念头对推重比要求的提高，，，，，压气机等叶盘锻件使用盘轴类整体锻件已成为一项主要行动。。。。。。本文针对某TC4合金盘轴一体锻件提出一种多火次正挤压工艺。。。。。。

1、锻件工艺性剖析

TC4钛合金锻件如图1所示。。。。。。锻件结构为上盘下轴，，，，，盘部直径与杆部直径比例抵达3,而杆部的长度与盘部的厚度比例约为6.75,为典范的盘轴类锻件。。。。。。接纳φ300mmx250mm还料挤压成形，，，，，工艺难点为盘、杆横截面转变大，，，，，成形历程中金属流动强烈，，，，，充型难题。。。。。。如若接纳分步成形，，，，，先拔杆部，，，，，后镦粗头部，，，，，一定增多火次、引起盘杆部组织性能差别大等问题。。。。。。本文提出一种多火次正挤压成形工艺，，，，，坯料在模具作用下整体变形，，，，，而富余的金属可作为杆手下端工艺余料或贮保存盘部，，，，，包管锻件成形的可靠性。。。。。。

钛合金由于热导率低，，，，，变形历程中在较大的应变部位易爆发局部温升，，，，，对组织匀称性以及晶粒的生长转变爆发不良影响。。。。。。特殊是锻件成形后期，，，，，受热交流、热辐射等因素综合影响,锻件表层与心部形成较大梯度的温度场，，，，，心部温升的效果强烈，，，，，由此带来的局部金属流动软化，，，，，易引起低倍组织不匀称，，，，，高倍组织及性能缺乏格等问题。。。。。。本文使用有限元模拟软件模拟成形历程，，，，，合理设置变形历程的每火次变形量。。。。。。

1.1 锻件火次控制与变形量分派

接纳正挤压单火次成形锻件，，，，，其杆部金属流动距离较长，，，，，盘部变形量凌驾90%，，，，，锻件靠近模具外貌的地方温降和变形强烈，，，，，易泛起低倍组织不匀称、外貌撕裂、充填差等问题。。。。。。关于该锻件，，，，，可适当增添火次来完成变形，，，，，而多火次间的加热历程可以抵消上1火次锻件爆发的内应力，，，，，减小晶粒的拉长水平，，，，，同时也有利于控制变形的匀称性。。。。。。

接纳有限元剖析软件对变形历程举行数值模拟。。。。。。模拟参数为:坯料加热温度为相变点下35℃，，，，，模具加热温度为300℃,压下速率为2mm/s,剪切摩擦因数选择0.3,热交流系数选择8000W/(m².K)[2]。。。。。。锻件成形的总步长为185mm,通过重复模拟盘算，，，，，共设置3个火次，，，，，选择第1火的压制行程为135mm,第2火为35mm,第3火为15mm,对应的应变规模如图2所示。。。。。。第1火主要爆发镦粗变形，，，，，等效应变在0.37?1.11之间，，，，，第2、3火等效应变沿锻件形状漫衍，，，，，等效应变规模在0.3?0.7之间，，，，，第3火时，，，，，工件对应部位的等效应变在0.5左右。。。。。。

1.2 变形速率、加热温度对组织的影响剖析

变形速率对TC4合金锻件的影响主要体现在晶粒的转变和工艺窗口两个方面。。。。。。在锻件成形历程中，，，，，变形速度过快，，，，，大变形区域的变形热不易散失，，，，，带来的局部温升易导致临界切变应力的降低以及原子能的提高，，，，，增进晶界加速滑移，，，，，引起晶粒异常长大，，，，，组织不匀称；；；；；；而变形速度过慢，，，，，则会导致总变形时间变长，，，，，在热辐射、模具的热交流等因素综相助用下，，，，，锻件整体温度降低，，，，，引早先生球状《相的比例过高、工艺窗口变小等问题[3]。。。。。。综合思量选择2mm/s的速率举行锻件变形。。。。。。

加热历程中，，，，，已经拉长变扁的晶粒；；；；；岢ご蠡虮幌嗔诘木ЯＭ滩，，，，，而加热温度距相变点过近，，，，，则会造成α相体积分数的减小，，，，，晶粒的太过粗化等，，，，，加热温度过低则会造成变形抗力增大，，，，，晶粒细化等问题，，，，，综合思量选择该锻件的加热温度为相变点(995℃)下25?40℃的温度区间。。。。。。浚浚浚浚？？Ｋ剂康絋C4合金淬透性较好，，，，，而锻件自己的热容量不大，，，，，锻后选择空冷来冷却。。。。。。

2、试制效果及剖析

2.1 锻件及显微组织

由图3、4可知，，，，，锻件各个部位初生的球状α相体积分数大致相等，，，，，为35%?40%，，，，，α相的体积分数主要由变形温度和变形量决议，，，，，说明铸造温度的设定及变形量控制基本合理，，，，，其中1号位置，，，，，初生α相尺寸为15?20pm,次生的条状基体较为致密，，，，，这是由于该部位在最后一个火次中，，，，，应变约为0.75,且该部位有用厚度较小，，，，，冷却速率较快导致的。。。。。。其余各处的球状α相再结晶均较好，，，，，尺寸为30?40|xm,次生的条状基体形态一致性较好，，，，，批注锻件成形历程匀称性较好，，，，，也验证了锻件成形应变规模的合理性。。。。。。

2.2 力学性能

按图3(b)取样位置取样并举行加工，，，，，拉伸试样直径测试效果见表1。。。。。。

锻件力学性能效果批注，，，，，锻件的室温性能及髙温性能均能知足手艺要求，，，，，其中盘部强度较杆部的略高。。。。。。

3、结论

(l)试制效果批注，，，，，通过三火一连正挤压工艺可以获得切合手艺要求标准要求的TC4合金盘轴一体锻件。。。。。。

(2)使用数值模拟手艺可以对火次间的应变量举行优化设置，，，，，每个火次中应变量的控制规模在0.3?0.7之间。。。。。。

参考文献：

[1]《中国航空质料手册》编辑委员会.中国航空质料手册[M].北京：中国标准出书社，，，，，2001.

[2]史廷春，，，，，陈森灿.TC4高温铸造本构模子的实验研究[J].锻压手艺，，，，，1999⑶：1-7.

[3]吕炎.锻件组织性能控制[M].北京：国防工业出书社，，，，，1988.

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