有色合金等温精密模锻件试制研究
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摘要
钛合金、铝合金等有色金属合金强度高、重量轻，被广泛应用在结构重量具有至关重要意义的航空航天制造业中。但这些材料价格昂贵，对锻件质量要求很高，迫切需要进一步研究并应用象等温精密模锻这样的先进加工工艺。
Ti-1023合金是为适应损伤容限设计原则而研制的高结构效益、高可靠性和低制造成本的近β钛合金。它以其高强、高韧以及优良的热加工性能被广泛用来制造飞机结构件。本文研究大型复杂隔框等温精锻件的热处理工艺及组织性能，确定出的较佳热处理规范为760℃，2h，AC+525℃，8h，AC，试制成功的某飞机隔框等温精锻件高、低倍组织品粒细小，分布均匀，力学性能优异，完全满足有关技术标准的要求。
LC4铝合金接头件形状异常复杂，原采用自由锻件毛坯，经机械加工而成，材料利用率仅为12％～13％，机加工周期无法满足生产的需求。本文研究LC4接头精锻件的等温成形及热处理工艺，所采用的整体等温成形模具结构合理，工艺方法得当，研制出的等温精锻件成形质量好，高、低倍组织均匀细小，力学性能满足技术标准要求，为实际生产中采用等温成形新工艺提供了可靠的实验依据。
Titanium and aluminum alloys, which are non-ferrous alloys, have considerable strength-to-weight advantage over comparable-strength steels. Therefore, they have been found in wide use in aircraft and marine industry. But these alloys are very expensive. To save raw material, it is imperious to give father study on new manufacture processing, such as isothermal forging.
Ti-1023 alloy is one of the new developed near-β
titanium. This alloy has higher strength and fracture toughness than other available titanium alloys. It is widely used in making hardware of flying machines. In this paper, the influence of different heat treatments on microstructures and mechanical properties of bulkhead precision forging, which is made of Ti-1023 alloy, have been analyzed.
Isothermal forging is an advantaged processing technology. In this paper, the processing of isothermal forging and heat treatments of LC4 tie-in precision forging have also been studied.
Ti-1023合金是为适应损伤容限设计原则而研制的高结构效益、高可靠性和低制造成本的近β钛合金。它以其高强、高韧以及优良的热加工性能被广泛用来制造飞机结构件。本文研究大型复杂隔框等温精锻件的热处理工艺及组织性能，确定出的较佳热处理规范为760℃，2h，AC+525℃，8h，AC，试制成功的某飞机隔框等温精锻件高、低倍组织品粒细小，分布均匀，力学性能优异，完全满足有关技术标准的要求。
LC4铝合金接头件形状异常复杂，原采用自由锻件毛坯，经机械加工而成，材料利用率仅为12％～13％，机加工周期无法满足生产的需求。本文研究LC4接头精锻件的等温成形及热处理工艺，所采用的整体等温成形模具结构合理，工艺方法得当，研制出的等温精锻件成形质量好，高、低倍组织均匀细小，力学性能满足技术标准要求，为实际生产中采用等温成形新工艺提供了可靠的实验依据。
Titanium and aluminum alloys, which are non-ferrous alloys, have considerable strength-to-weight advantage over comparable-strength steels. Therefore, they have been found in wide use in aircraft and marine industry. But these alloys are very expensive. To save raw material, it is imperious to give father study on new manufacture processing, such as isothermal forging.
Ti-1023 alloy is one of the new developed near-β
titanium. This alloy has higher strength and fracture toughness than other available titanium alloys. It is widely used in making hardware of flying machines. In this paper, the influence of different heat treatments on microstructures and mechanical properties of bulkhead precision forging, which is made of Ti-1023 alloy, have been analyzed.
Isothermal forging is an advantaged processing technology. In this paper, the processing of isothermal forging and heat treatments of LC4 tie-in precision forging have also been studied.
引文
[1] [苏]鲍利索娃等，钛合金金相学，国防工业出版社，1986
[2] 郭鸿镇，合金钢及有色合金锻造，西北工业大学出版社，1998
[3] 日本协会编，钛加工技术，西北有色金属研究院〈钛工业进展〉编辑部，1997．4
[4] [英]J．D．列克山大等著，贺开运等译，宇航材料的锻造性能，国防工业出版社
[5] О．П．所朗宁娜，С．Г．格拉祖诺夫著，张志方、葛志明译，热强钛合金，国防工业出版社
[6] J.A. Hall andC. M. Piesce. Science andEngineering. Vol9, No4, P197
[7] H.R. Guay. Titanium science and technology. Vol4, P2627
[8] R.L.Jones. Titanium science and technology. Vol2, P1033
[9] 有色金属研究院，Ti-6Al-4V合金，P153
[10] 同[6]Vol9，No2．Aug，1971．P121
[11] 航空部621所，TC11钛合金高温锻造工艺研究，1989
[12] B．K．亚历山大，钛合金半成品．宝鸡有色金属加工厂，宝鸡有色金属研究所，1984．5
[13] 北京航空材料研究所编，航空材料学，上海科学技术出版社，1985
[14] 南昌航院、621所编，钛合金高温锻造，P4-6
[15] [美]J.E.Coyne.The Science Technoloy and Appli cation of Titanium.1970.P97-110
[16] [苏]Π．A．尼克里斯基等著，陈石卿译，钛合金的模锻与挤压，国防工业出版社，P3
[17] 中南工业大学，谭树松主编，有色金属材料学，冶金工业出版社，1992
[18] 张宝昌主编，有色金属及其热处理，西北工业大学出版社，1993，P88-125
[19] 田长生主编，金属材料及热处理，航空专业教材编审室，1985
[20] C.C. Chen and R.R. Boyer. Journal of Metals, July, 1979, P33-39
[21] J.A. Hall. Ref. 6, P129-143
[22] BMS7-260B, Boeing Materials Specification, 6.1979
[23] S. Anken and S.R. Seagle. Heat-treatment of Metastable Beta Titanium Alloys. Ref. 4. P107-126
[24] Tomio Nishikawa et. Sumitomo Search No. 35, November 1987
[25] G. Terlinde, H.J. Rathjen. FractureControl of Engineering Structures—ECF6,1986.6
[26] T.W.DUERIG.Phase Transformations and Tensile Properties of Ti-10V-2Fe-3Al. MetallurgicalTransaction.Volume 11A.December 1990.P1987-1997
[27] 刘伟民，潘亚琴，Ti-10V-2Fe-3Al合金中的相变，稀有金属，Vol．6,Nov，1987
[28] 中国航空工业总公司第六二一、六○一研究所，Ti-1023钛合金在歼八Ⅱ型飞机上的应用，1994
[29] 吕炎主编，锻造工艺学，机械工业出版社，P287～288
[30] J.R. Toran and R.R. Biedermen. Phase Transformation Study of Ti-10V-2Fe-3Al. Ref. 28. P1491-1501
[31] 段君等，Ti-1023固溶时效相转变及力学性能的研究，材料工程，1988年第5期，P1-5
[32] 张少卿，陶春虎，近β型钛合金Ti-10V-2Fe-3Al时效相变研究，金属学报，Vol25，February，Nol，P18-24
[33] 张茜等，Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织对性能的影响，《材料开发及应用》，10/1999
[34] 刘茵琪，热处理对近β型钛合金显微组织及力学性能的影响，《材料开发及应用》，12／1999，P9-13
[35] 兰芳，西北工业大学硕士学位论文，1999．3
[36] 王金友，Ti-1023钛合金的直接时效研究，航空航天部六二一所
[37] G.H. Isaac and C. Hammond. Phase separation in Deformation and Aged Ti-10V-2Fe-3Al
[38] 《有色金属及其热处理》编写组，有色金属及其热处理，国防工业出版社，P29～78
[39] 李健，LD5高筋薄腹板的预变形等温锻造研究，《热加工工艺》，6／1997，P24-25
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[42] 郭鸿镇，合金钢及有色合金锻造，西北工业大学出版社，1998，P131-146
[43] [苏]C．3．菲格林等著，金属等温变形工艺，国防工业出版社，1982
[44] 王真，吕炎，铝合金筒形机匣等温精锻技术研究，《塑性工程学报》，Vol．4 No 3 1997，P47-50
[45] 刘润广，2214铝合金防扭臂等温模锻工艺的研究，《轻合金加工技术》，1999，Vol27，No12，P27-31
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