金相分析技术在钛合金航空模锻件生产中的应用

金相分析技术在钛合金航空模锻件生产中的应用现代生产技术的许多领域正朝着承受高温、高速和强烈化学介质的方向发展。现代航空不但要求飞机速度快，还要求性能好、寿命长、安全可靠，这就对航空材料提出了更高的要求。由于钛合金具有强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点，合理地采用钛合金是减轻飞机结构重量，提高飞机的推重比，改善飞机性能，提高机体可靠性的重要技术措施之一。钛合金模锻件的生产制造主要存在以下几个特性：1）钛合金的锻造方式有α+β两相区锻造（β转变温度以下一定温度）、准β锻造，另外热处理方式也包括α+β两相区热处理（β转变温度以下一定温度）、β热处理。锻造工艺温度和热处理工艺温度制定的关键依据是β转变温度，目前β转变温度的测定方法一般采用金相法，因此每批锻件在生产前首先需要采用金相法测定材料的β转变温度，才能制定锻造工艺和热处理工艺，进行生产；2）锻造工艺变形量和钛合金低倍组织（低倍晶粒大小）、显微组织级别有明显的关系。棒材原始低倍组织和显微组织的不同，镦拔工艺就要随之进行相应的调整和改变，因此在制定锻造工艺（变形量、锻造火次）时首先要考虑材料的低倍、高倍组织情况；3）钛合金的组织和性能有明显关系，显微组织决定力学性能，当需要调整力学性能时，首先就要确定材料的显微组织，方可调整产品的热处理工艺。由此可见，钛合金的生产，无论是锻造还是热处理都与金相分析有着密切的关系，需要充分应用金相分析结果。钛合金组织与性能的关系见表1。表1钛合金组织与性能的关系组织类型室温拉伸热稳定性高温性能断裂韧性疲劳性能强度塑性强度塑性拉伸持久蠕变KICda/dN低周高周等轴好最好好好一般差差最差快较差好双态与等轴组织同一水平高于等轴较好较快较好高于等轴网篮高于等轴差好差高于双态好慢高于等轴差片状较差最差差最差较差差最快差差目前，很多产品诸如大型铸锻件、加氢容器、核电产品等，仅在产品的最终检验中有金相检验项目，甚至有的产品根本就没有金相检验项目，那么在生产工艺控制过程中就更没有应用金相分析技术。为了确保产品的合格率，有必要了解、跟踪金相分析技术在钛合金模锻件的锻造、热处理等实际生产中的应用情况，应用组织决定性能的原理，研究分析β转变温度对锻造工艺温度、热处理工艺温度的影响规律、钛合金原材料低倍组织以及中间坯高倍组织对锻造工艺（变形量）的影响规律，为制定钛合金工艺技术规范奠定基础。