摘要： 高溫鈦合金製造技術（shù）已成為******航（háng）空發動機技術的核心與關鍵，近年來受（shòu）到高度重視。在簡要回顧新型高溫鈦合金、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合物合（hé）金發展（zhǎn）的基（jī）礎上，從大規格鑄錠熔煉、擠（jǐ）壓開坯、整體葉盤模鍛、環件軋製及零件機加工等方麵介紹這些高溫鈦合（hé）金製造技術研究所取得的重要進展。***後，提出我國高溫鈦合金應用研究中需要重點關注的（de）問題以及進一步發（fā）展的建議。
關鍵詞： 高溫鈦合金； 鑄錠熔煉； 擠壓開坯； 整體葉盤模鍛； 環件軋製； 零件加工
引言
航空發動機性能（néng）的提（tí）高與新型高溫鈦合金和******結構設計的協同應用密不可分。我國從20 世紀90年代加快了新型高溫鈦合金（jīn）材料的研究進程，開展了550 ℃高溫鈦合金、600 ℃高溫鈦合金、阻燃（rán）鈦合（hé）金以及Ti-Al 係金屬間（jiān）化合（hé）物（wù）合金（jīn）等新材（cái）料的研製。在高溫鈦合金方麵，國內自（zì）主（zhǔ）研發的******代（dài）含稀土Nd 的（de）550 ℃高（gāo）溫鈦（tài）合金（ TA12） 和600 ℃高溫鈦合金（ Ti60） 具有優異的熱強性能，但由（yóu）於焊接技術（shù）方麵的研究儲備不足，以（yǐ）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（wèi）在航空（kōng）發動機（jī）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化的同時，以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 合金係（xì）為基礎加入（rù）Nb、Ta 元素，進一步提高多元素複合固溶強化的效果，研發了（le）第二代具有良好（hǎo）熱強性能、良好鍛（duàn）造加工和（hé）焊接性能的550 ℃高溫鈦合（hé）金（ TA32） 和600 ℃ 高溫（wēn）鈦合金（jīn）（ TA29、TA33 ） 。TA29 和TA33 鈦合金在成分上差異較小，而性能水平存在的差異主要取決於工藝控製因素。在第二（èr）代600 ℃高溫鈦合金的基礎上，通（tōng）過添（tiān）加W 元素（sù）、提高Ta 元素含量，進一步開發了650 ℃ 高溫（wēn）鈦合金（ Ti65） ，使得固（gù）溶強化型高溫（wēn）鈦合金的長時使用溫（wēn）度有望（wàng）突破傳統的600 ℃熱障溫度。在阻燃（rán）鈦合金研究方（fāng）麵，研發了2 個耐溫（wēn）級別的（de）Ti-V-Cr 係阻（zǔ）燃鈦合金，分別是500 ℃ 長期使用的TB12 阻燃鈦合金（jīn）（ Ti40） 和550 ℃長期（qī）使（shǐ）用的（de）TF550 阻燃鈦合金。對TB12 和TF550 鈦（tài）合金的阻燃性能及綜合（hé）力（lì）學性能的（de）研究（jiū）表明，這兩個合金（jīn）具有相近的阻燃性能（néng），V 元素含量差異主要影響材料（liào）的熱強（qiáng）性能。在Ti-Al 係金屬間化合物合金研究方麵，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（jīn）屬間化合物合金（jīn）長時使用溫度達到650 ～ 800 ℃。
當前，我國新型600 ℃高溫鈦合金（jīn）、阻燃鈦合金和Ti-Al 係金屬間化合物合金等（děng）材料基本完成（chéng）實驗室（shì）階段的探索（suǒ）研（yán）究，逐步進入工程化研究與應用階段。鈦合金熱加工設（shè）備的升級換代，大型裝備的應用（yòng），海（hǎi）綿鈦、中間合金質（zhì）量的提高，均有（yǒu）力促進了新材料（liào）開發及製造技術研究。因（yīn）此，重點介紹近十年來我（wǒ）國航空發動機用（yòng）600 ℃高溫鈦合金、阻燃（rán）鈦合金以及Ti-Al 係金屬間（jiān）化合物合金在鑄錠、鍛件（jiàn）及典型（xíng）零件等製造技術研究方（fāng）麵取得的***新進展，並對進一步的研究方向提出建議。
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，不斷創新，在實踐（jiàn）中積累（lèi）了豐富的經驗（yàn）與掌握了特（tè）殊的（de）加工工藝，無論從高精密機械樣機加工，高精密零件加工，高精密模型樣（yàng）機加工，北（běi）京cnc數控加工（gōng），北京（jīng）夾具工裝加工 ，尺（chǐ）寸精度還是外觀品質都令客（kè）戶拍手。所做產品受到諸多（duō）國（guó）內外知（zhī）名企業的好評，產品遠銷東南亞。
1. 1 新型高（gāo）合（hé）金化合金鑄（zhù）錠製備。真空自耗熔（róng）煉工藝是鈦合金鑄錠製備普遍采用的工藝，其主要工序包括（kuò）電極塊製備、焊接和真空自（zì）耗2 ～ 4 次熔煉。除了真空自耗（hào）電弧熔煉爐，******配套設備的應用在鈦合金優質鑄錠製備中也起（qǐ）到了關鍵作用，如自動（dòng）稱（chēng）重和混布料係統、真空等離子焊箱等。新型（xíng）600 ℃ 高溫鈦合（hé）金、阻燃鈦合金和Ti3Al 合金都已（yǐ）實現3 t 級（jí）工業鑄錠的製備（bèi），突破了高合金化鑄錠成（chéng）分均勻性控（kòng）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（de）顯著特點，幾種典型高溫鈦合金的名義成分如表（biǎo）1 所示。從表1 可見，TA29、TA33 鈦（tài）合金的合金化元（yuán）素總（zǒng）量分別接近（jìn）17% 和16%，TD3、Ti2AlNb 合金的合金化元素總量分別接近43% 和54%，且（qiě）合金化元素熔點、密度差異均較（jiào）大，因此這（zhè）些新材料鑄（zhù）錠（dìng）製（zhì）備難度顯著高於普通的TC4、TC11 等（děng）鈦合金。高熔（róng）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。對於高溫鈦合金，其原料中海綿鈦占比超過80%，海綿鈦能夠很好地將（jiāng）中間合（hé）金粘結（jié），電極塊強度基本有所保（bǎo）障。但對於Ti3Al 合金，其原料中（zhōng）海綿鈦占比不到60%，Ti2AlNb 合金原（yuán）料中海綿鈦占比更低，電極塊強度控製問題非常突出，工藝不恰當就會造成電極塊開（kāi）裂，或（huò）電極塊（kuài）強度偏低，在搬運、焊接和熔煉（liàn）時發生掉塊，影（yǐng）響鑄錠成分控製（zhì）。
目前的解（jiě）決方法主要是優選中間合金和優化混布料工藝（yì）。圖1 為北京航空材（cái）料研究院采用真空自耗熔煉工藝製備的TD3 鈦合金（jīn）3 t 鑄（zhù）錠（600 mm） 照片及鑄錠頭、中、尾外（wài）圓周取樣的成分分析結果，可見（jiàn）合金元素（sù）Al、Nb、Mo 分布均比較均（jun1）勻。
圖1 TD3 鈦合金鑄錠( 600 mm) 照片及化（huà）學成分
Fig. 1 Photo of 600 mm TD3 titanium alloy ingot( a)
and chemical composition( b)
與上述高溫鈦合金不同，Ti-V-Cr 係阻燃鈦合金不含Al 元素（sù），且合金元素的質量分數超過40%，同樣存（cún）在原（yuán）料中（zhōng）海綿鈦占比少的問題，V、Cr 元素的加入方（fāng）式非常關鍵。在認識阻燃合金化原理的（de）基礎上，通過在（zài）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3 t 級工業鑄錠（620 mm） 的製備，從根本上解決了Ti-V-Cr 係阻燃（rán）鈦（tài）合金工業鑄錠V、Cr 元素偏析問（wèn）題，對鍛件質（zhì）量提升起到了（le）至（zhì）關重要的作用。
1. 2 低工藝塑性合金的擠壓開坯。擠壓變形是在三向壓應力作用下完成的，裂紋不易形成和擴展，非常適（shì）合低工藝塑性合金鑄（zhù）錠的開坯和（hé）棒（bàng）材（cái）製造。長期以來，我國（guó）鈦合（hé）金擠壓技（jì）術主要（yào）應用於管材和筒（tǒng）體結構件的製（zhì）備（bèi），近些年也開展了鈦（tài）合金型材的擠壓製備，但擠壓技術沒有在鈦（tài）合金工業級（jí）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大型的擠壓設備； 另一方（fāng）麵（miàn），普通高溫鈦合金、高強鈦（tài）合（hé）金通過液壓機（jī）、快鍛機（jī）進行（háng）鑄錠開坯、棒材鍛造能夠滿足研製與批量生產的（de）需求。然而，新型高溫鈦合金（jīn）及Ti-Al 係金屬間化合物合金都一定程（chéng）度上存在鑄造組織狀態下工藝塑性低的問題，其中，對擠（jǐ）壓開坯技術依賴性較強的2 類材料分（fèn）別（bié）是阻燃鈦合金和變形（xíng）TiAl 合金，而擠壓（yā）技（jì）術的應用則為這2 類合金棒材的製備（bèi）提供了（le）一條重要的工藝途徑，尤（yóu）其是大型擠壓設備（bèi）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（tài）合金的顯著特點是鑄造組織狀態下工藝塑性非常低，基本不能實現無約（yuē）束條件下自由鍛造。2009—2010 年，北京航空材料研究院與北方重工合作，在360MN 擠壓機上實現了TB12 和TF550 鈦合金多個3 t 級（jí）鑄錠的包套（tào）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（dé）的帶包套的擠壓棒材（ 擠（jǐ）壓比約為（wéi）4） 。擠壓開坯不僅解決了阻燃鈦合金工業鑄錠拔長變形的難題，同時（shí）也提高了阻燃鈦合金的工藝塑性。圖3 為TF550 鈦合金鑄態和擠壓態2 種（zhǒng）初始組織狀態的熱（rè）加（jiā）工圖。從圖3 可以看出，無論是鑄態組織還是擠（jǐ）壓態組織，熱加（jiā）工圖中呈現的失穩區域均分布於（yú）高應變速率區域（yù），並（bìng）且明顯分為（wéi）2 個部分。結合顯微（wēi）組織和碳化物形態分析，可以（yǐ）判定1 050 ℃以上的變形失（shī）穩主要緣於碳化物溶解帶（dài）來（lái）的脆性，而1 050 ℃以下的變形失穩主要緣於局部塑性流動引起的劇（jù）烈剪（jiǎn）切變形所導致的開（kāi）裂。與鑄態組織相（xiàng）比，擠壓態組織的局部塑性流（liú）動失穩（wěn）區域（yù）明（míng）顯縮小，關鍵熱加工區域窗口擴大，有利（lì）於擠壓棒材的進一步鍛造加工。實際鍛造中也發現經過擠壓開坯後，棒材（cái）的工（gōng）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（hé）拔長變形。
圖2 TB12 阻燃鈦合（hé）金擠（jǐ）壓棒（bàng）材照片
Fig. 2 Photo of extruded TB12 fireproof titanium alloy bar
圖3 TF550 阻燃鈦合金（jīn）的熱加（jiā）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（kě）達600 MPa 以（yǐ）上，比（bǐ）強度顯著高於鎳基高溫合金。作（zuò）為壓氣機葉片應（yīng）用能夠極大地（dì）降（jiàng）低盤和軸的負荷，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，研究進展緩（huǎn）慢。北京航空（kōng）材料研究院采（cǎi）用包套擠壓工藝和（hé）複合隔熱技術，實現了220 mm TiAl 合金鑄錠的開坯，以及矩形截（jié）麵和圓形（xíng）截麵棒（bàng）材的二次擠壓。同時，嚐試開展了TiAl 合金（jīn）單次大擠壓比棒材製備工藝的研究，製（zhì）備出60 mm × 2 500 mmTiAl 合金擠壓（yā）棒材，擠壓比達到10 以上，擠壓棒材的組織得到充分細化，如圖4 所示。
圖4 TiAl 合（hé）金鑄錠（dìng）和擠壓棒材的顯微（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。輕量化、整體化是航空發動機部件的重（chóng）要發展方向，******航空發動機轉動部（bù）件普遍采用了（le）整（zhěng）體葉盤結構（gòu）。TC4、TC17、Ti6242 和600 ℃ 高溫鈦合金的（de）整體葉盤（pán）研製與應用研究均取（qǔ）得了快（kuài）速發展。高（gāo）溫鈦合金整體葉盤鍛件大（dà）多采用熱模鍛或者近等溫模鍛成形，由於鍛件的對稱性比較好，若單純（chún）從鍛（duàn）件成形角度考慮，完整充（chōng）型難度不大，但是考慮到整體葉盤服役條件（jiàn）下對不同部位溫度和載荷要求的差異，對於均質整（zhěng）體葉盤，實現關鍵性能的合理匹配是***主要（yào）的技術難點，涉及到鍛件微觀組織類型選（xuǎn）擇以及組織參數（shù）控製。600 ℃ 高溫鈦合金作為一種近α 型鈦合金，室溫拉伸塑性，特別是試樣熱暴露後（hòu）的（de）塑性（ 稱為熱穩定性） 與高溫（wēn）蠕變性能之間的矛盾一（yī）直是比較突出的問題，單體盤和葉片可以通過采用不同的組（zǔ）織（zhī）類（lèi）型分別（bié）控製，例如葉片采用（yòng）雙態組織以獲得良（liáng）好的熱（rè）穩定性能和高（gāo）周疲勞性能；盤采用β 鍛（duàn）的網籃（lán）組織以獲得高的（de）蠕變性能和損傷容限性能。目前，600 ℃高溫鈦合金主要采用α + β兩相區近等溫模鍛（duàn）工藝製造整體葉盤鍛件，通過固溶和（hé）時（shí）效處理控製等軸初生α 相的體積（jī）分數在10%～ 30%之間，控（kòng）製β 轉變組織中次生α 相的分（fèn）布，以（yǐ）及更微觀尺度的α2相（xiàng）、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能的良好（hǎo）匹配。圖5 為TA29 鈦合金（jīn）660 mm 整體葉（yè）盤及（jí）徑向截麵的低倍組織。從圖5 可見，低倍組（zǔ）織為均勻模（mó）糊晶形態，是α + β 兩相區鍛（duàn）造均勻變形的典型形貌。
圖5 TA29 鈦合金整體（tǐ）葉（yè）盤鍛件徑向（xiàng）低（dī）倍組（zǔ）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（yè）片一（yī）體化製造在組（zǔ）織性（xìng）能控（kòng）製上做了一種工藝上的妥協，為了能夠充分發揮高溫鈦合金各種微觀組織形態或合（hé）金（jīn）***優勢的性能，近些年嚐試開展（zhǎn）了雙合（hé）金整體葉盤以及雙性能整體葉盤的研製工作（zuò），主要包括： ①線性摩擦焊工藝，理論（lùn）上可以實（shí）現（xiàn）雙合金或是同一合金（jīn）雙組織整體葉盤的連接（jiē），國內（nèi）外的研究工作主要集（jí）中於線性摩擦焊工藝（yì）和接（jiē）頭（tóu）組織性能的研究； ②真空電子束焊（hàn）接+ 近等溫鍛造+ 熱處理強化界麵的複合（hé）工藝，西北工（gōng）業大學采用這種工藝開展了Ti3Al /TC4、Ti3Al /TC11、Ti2AlNb /TC11、Ti2AlNb /Ti60雙合金盤研製的基礎研究和組織性能評估； ③分區控溫（wēn）鍛造和分區（qū）控（kòng）溫熱處理工藝，理論上能夠將整（zhěng）體葉盤鍛件中葉（yè）片與盤（pán）體控製為不同的組織類型，以更好地滿足整體葉盤不同部位實際服役條件的要求。圖6為TA29 鈦合金650 mm 整體葉盤鍛件經分（fèn）區控溫熱處（chù）理（lǐ）後（hòu）的徑向截麵低倍組織及典型（xíng）區（qū）域的顯微組織。
圖6 TA29 鈦合金雙性能整體葉盤（pán）鍛件徑向截麵
低倍組（zǔ）織和（hé）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，整體葉盤試驗件盤體為β 熱處理組織，葉片部位為α + β 兩相區熱處理組（zǔ）織。此外，通過工藝（yì）控製，也可將整體葉盤的（de）葉片和盤體分別製備成不同初生α 相含量（liàng）的雙態組（zǔ）織。
1. 4 整（zhěng）環和半環鍛件研製。以機匣、內環、安裝邊等（děng）為代表的環形件結構也是航空發動機中比較重要（yào）的結構形式，環鍛件通常采用軋製工藝製造，主要工序為棒材坯料鐓粗、衝（chōng）孔、擴孔和***終的軋製成形。通常（cháng），坯（pī）料衝孔後（hòu）得到的環坯進一步擴孔和***終的軋製成形都是在擴孔機上完（wán）成的。高溫（wēn）鈦合金以（yǐ）及Ti3Al、Ti2AlNb 合金環鍛件製備都能夠采用（yòng）這種工（gōng）藝路（lù）線，在環鍛（duàn）件製備的4 個工序過程中，坯料的加熱溫度、擴孔和***終軋製（zhì）成形的變（biàn）形量控製（zhì）決定了環鍛件的組織類型，通過固溶、時效處理可以進一步調控環鍛件的（de）微觀（guān）組織，獲得所（suǒ）需的（de）力學性能。圖7 和表（biǎo）2 分別為TD3 鈦合金靜子內環鍛件及其力學性能。可見，TD3 鈦合金（jīn）靜子內環鍛件的室溫和650 ℃力學性能均比（bǐ）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（tiáo）件下，TB12 和TF550 阻燃鈦合金的變形抗力顯著高於普（pǔ）通鈦合金，甚至也高於Ti-Al 係金屬間（jiān）化合物合金，如表3 所示。可見，阻燃鈦合（hé）金環鍛件製備（bèi）難（nán）度非常大。在成形外徑為730 mm、高度為300 mm 的TB12 鈦合金大型機匣環鍛件時，遇到的***大問題就是擴孔機噸位不足，坯料衝孔後得到（dào）的環坯（pī）徑向截麵厚度（dù）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（mǎ）架擴孔工藝將（jiāng）環坯（pī）的徑向截麵尺（chǐ）寸******行（háng）減薄，然後再在擴孔機上完成環鍛件的軋製成形，圖8a 為TB12鈦合金軋製（zhì）成形的機匣環鍛件。
TB12 鈦合金環鍛件製備中（zhōng），馬架擴孔的變形火次、各火次的變形量分（fèn）配、坯料（liào）的（de）加熱溫度、後續在擴孔機上成形軋製的變形量分配都是非常關鍵的工藝參數。TF550 鈦合金的變形抗力更大，工藝塑性比TB12 鈦合金略差，馬架擴孔和（hé）軋環成形難度更大，製備機匣鍛件則采用（yòng）了熱模鍛工藝，圖8b 為用TF550 鈦合金50 mm 厚（hòu）板經熱模鍛製成的（de）半環機匣鍛件（jiàn）。表4 為TB12 鈦合金環鍛件及（jí）TF550 鈦（tài）合金半環模鍛件的力學性能。
從表4 可見，TF550 鈦合金鍛（duàn）件的高溫持久和蠕變性能顯著優於TB12 鈦合金（jīn）。
圖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（diǎn）型零件加（jiā）工（gōng）技術。由於高溫鈦（tài）合（hé）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要大很多，整體葉（yè）盤、機匣等零（líng）件的結構複雜（zá）性與材料特性的耦（ǒu）合（hé）結果更增加了零件加工的難度。通過技術攻關，在阻燃鈦合金機匣、600 ℃ 高（gāo）溫鈦合金整體葉（yè）盤、Ti3Al 合金靜子內環及TiAl 合金葉片等零件的加（jiā）工技術方麵取（qǔ）得了重要進展。
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 阻燃鈦合金機匣零件（ 圖9） 為例，該零（líng）件屬於薄壁（bì）類環形（xíng）件，機匣外型麵有（yǒu）帶孔的圓柱凸台，為異形結構，在粗車和粗銑時需要盡量多去餘量，提（tí）高加工效率，同時還必須保證零件（jiàn）足夠的剛性； TB12鈦合金的（de）機械加工性（xìng）能較差，切削和銑削加工表麵硬化現象比較嚴重，需要大的切削加（jiā）工力，大切削力加工與剛性保證需求也是一（yī）對矛盾（dùn），在製定機匣零件加工工藝時這些方麵都是重點考慮的。
2 未來需要重（chóng）點關（guān）注的幾個問題
2. 1 含W 元素的高溫鈦合金鑄錠製備。從合金化的角度，應重視高熔點元素的加入方式（shì）和中（zhōng）間合金的質量。新型高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化合物合金的合金化程度較高，且含有Nb、Ta、W 等高熔點元素，高熔點夾雜是需要嚴格控製的冶金缺（quē）陷，尤其對於熔點（diǎn）超過3 400 ℃的W 元素，更應引起（qǐ）重視。目前國內針對航空發動機長期使（shǐ）用正在開展研究的含W 高溫鈦（tài）合金主要有TC25G 和Ti65 鈦合金，同時針對航（háng）天產品高溫短時應用的含W 鈦合金一（yī）些專利中也有所報道，解決好W 元素的（de）添加問題，對（duì）於進一步（bù）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（yì）義。
2. 2 高溫鈦合金鑄（zhù）錠的純淨化製備製備。高純淨（jìng）鈦合金鑄錠也是重要的發展方向。應重視高溫鈦合金（jīn）中Fe、O 等雜質元素含（hán）量的控製問（wèn）題（tí），尤其（qí）針對整體葉盤、離心葉輪等轉動部件應用的高溫鈦合金材料應嚴格控製Fe 元素含量。
2. 3 大規格棒材組織的精細化控製。新型（xíng）高溫鈦合（hé）金典型（xíng）件製備用棒材的技術要求與鍛件的技術要（yào）求基（jī）本相當（dāng），以保證大規格棒（bàng）材可以直接用於鍛（duàn）件製坯，而不需要進一步（bù）改鍛。目前對鈦合金棒材的組織控（kòng）製主要是對組織類型提出要求，沒有細致（zhì）到（dào）對宏觀和微觀織構的控製，往往大規格棒材中（zhōng）α 晶團的明顯取向會遺傳到（dào）鍛件中（zhōng）。近α 型高溫鈦合（hé）金的保載疲勞敏感性與微（wēi）織構有較強的關聯，因此對於整體葉盤鍛件用高溫鈦合金大規格棒材在製備工（gōng）藝（yì）控（kòng）製（zhì）上應體現出對宏（hóng）觀和微觀（guān）織構的控（kòng）製措施。
2. 4 大規格棒材擠壓。隨著我國大型（xíng）擠壓設備配套工裝（zhuāng）的完善（shàn）和應用技術的提升，阻燃鈦合金工業鑄錠包套擠壓開坯工藝（yì）仍有優化（huà）的空間。前期研（yán）究工作中，為（wéi）配合大規格擠壓筒所采用的（de）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（jì）術，進一（yī）步（bù）提高擠壓開坯（pī）的工藝可控性，提高擠壓棒材質量並降低擠壓成本。
2. 5 低殘餘應力（lì）的大型鍛件製備技術。鍛件殘餘應力水平低（dī），對保證大（dà）型複雜零件完整性（xìng）加（jiā）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。在高溫鈦（tài）合金及（jí）Ti-Al 係金屬間化合物合金大型（xíng）鍛件製備技術研究中，重點開（kāi）展了微（wēi）觀組織與力學性能的關係以（yǐ）及工藝控製研究，而對鍛件的低（dī）殘餘應力製坯和成形技術也需要給予充分重視，逐步（bù）建立（lì）和完善（shàn）鍛件殘餘應力監控手段（duàn）和技（jì）術。
2. 6 雙（shuāng）性能和雙合金整體葉盤的過渡區控製。采用分區控溫熱處（chù）理或分區控溫鍛（duàn）造製備雙（shuāng）性能整體（tǐ）葉盤在工藝上是能夠實現的，但具體到雙性能整體（tǐ）葉盤鍛件綜合（hé）性能的控製還有很多細節需要關注，例如2 種組織類型的選擇（zé），過渡區設計在哪個部位（wèi），過渡區部（bù）位的******按需控製，過渡（dù）區組織對性能的（de）影響等。雙合（hé）金整（zhěng）體葉盤製造過程（chéng）同（tóng）樣也麵臨上述問題。
2. 7 Ti-Al 係金屬間化合物合金鍛件強韌化。Ti-Al 係金屬（shǔ）間化合物合金複雜的相變過程為（wéi）鍛件組織性能調控（kòng）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（jié）語
近十年來，******高溫鈦合金和Ti-Al 係（xì）金屬間化（huà）合（hé）物合金材料與（yǔ）製（zhì）備技術得到快（kuài）速發展。突破了高合金化600 ℃高溫鈦合（hé）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（rán）鈦合金3 t 級鑄錠包套擠壓開坯，TiAl 合金擠（jǐ）壓棒材製備，600 ℃高溫鈦合金整體葉盤、阻燃鈦合金機匣的鍛件製（zhì）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（guó）航空發動機用高溫鈦合金及Ti-Al 係金屬間化（huà）合物合金等（děng）關鍵材料已經基本完成由實驗室研究階段向工程化應用研究階段的跨越（yuè）。
未來針（zhēn）對航空發動機典型應用，需要（yào）進（jìn）一步大力開展製造技術的創新（xīn）優化（huà）研究和工藝穩定性控製技（jì）術研究，提升我國新型（xíng）高溫鈦合（hé）金及Ti-Al 係金屬間化合（hé）物合金（jīn）的應用技術水平，滿足和推動高（gāo）性能航空發動機技術發展。
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