钛合金锻造技术演示文稿

TC11钛合金材料β锻造工艺研究第一章：引言（1）TC11钛合金材料的重要性及应用领域（2）β锻造工艺的研究现状及意义（3）本文的主要工作及研究内容第二章：TC11钛合金材料β锻造性能分析（1）TC11钛合金的组织结构及物理性能分析（2）β锻造对TC11钛合金材料组织结构和性能的影响评估第三章：TC11钛合金材料β锻造工艺研究（1）β锻造工艺的原理及流程（2）应选用的工艺参数及其对β锻造的影响研究（3）β锻造操作中应注意的事项第四章：试验分析与结果（1）β锻造试验设计及操作规程（2）试验样品的金相结构分析及力学性能测试结果（3）试验结果分析及对β锻造工艺的优化建议第五章：结论与展望（1）本文研究的主要结论及启示（2）β锻造工艺在TC11钛合金材料制备中的应用前景及展望第一章：引言（1）TC11钛合金材料的重要性及应用领域TC11是一种α+β型钛合金，具有良好的强度、韧性、高温抗氧化性和耐腐蚀性，在航空航天、船舶制造、化工等领域得到广泛应用。

如在航空航天领域中，TC11钛合金是最重要的结构材料之一，可以用于制造飞机主框架、座舱壁板、发动机零件等。

因为它具有高强度、高刚性和良好的耐热、耐腐蚀性，它成为制造军机、商用飞机和火箭发动机等的重要材料。

在化工领域中，TC11钛合金具有较好的耐腐蚀性，可以用于制造酸碱介质下的换热器、炉子等设备。

由此可见，TC11钛合金材料在现代制造业中具有不可替代的重要性。

（2）β锻造工艺的研究现状及意义β锻造是一种新型的成形工艺，其特点是制品有较高的塑性变形能力、施力均匀、成形精度高，可制造较大的变形量和复杂的几何形状硬件件。

目前，β锻造已经在航空航天领域获得广泛应用，如制造发动机零件、涡轮叶片等。

与传统锻造相比，β锻造可以在控制变形量的同时提高成形精度和产品的性能。

因此，研究TC11钛合金材料的β锻造工艺，有助于提高制品的成形质量，提高产品性能，进一步拓宽TC11钛合金的应用领域。

目录1 绪论 (2)1.1 什么是等温锻造 (2)1.2 钛合金等温锻造技术的国内外现状和差距 (3)1.2.1 国外等温锻技术的应用 (3)1.2.2 国内等温锻技术的应用 (4)1.3 钛合金产品及其性能组织简介 (4)1.4 总结 (8)2 等温锻造工艺分析及过程 (8)2.1 钛合金（TC4）零件等温锻造的工艺性分析 (8)2.2 钛合金等温锻造特点 (11)2.3 工艺方案及参数的选择计算............................ 错误！未定义书签。

2.3.1 温度和应变速率..................................... 错误！未定义书签。

2.3.2 等温锻造变形力的计算及设备吨位的的选择............. 错误！未定义书签。

2.5 锻造过程中常见的缺陷和对策........................... 错误！未定义书签。

2.6 锻件的冷却方法....................................... 错误！未定义书签。

2.7 锻件的冷却规范...................................... 错误！未定义书签。

2.8 锻件的表面清理....................................... 错误！未定义书签。

3 等温锻造模具及加热炉设计 (13)3.1 模具设计总体分析 (13)3.1.1 模具结构分析 (13)3.1.2模具制造 (14)3.2 锻件及坏料的设计 (14)3.2.2 制定零件锻件图 (14)3.2.3 锻坯设计.......................................... 错误！未定义书签。

3.2.4 材料利用率的计算.................................. 错误！未定义书签。

3.3 上模、下模及模套的设计.............................. 错误！未定义书签。

钛合金冶炼工艺与设备钛合金冶炼工艺与设备，这听起来是不是有点高大上？钛合金就像一位超级英雄，光芒四射，但背后的故事却常常被忽略。

钛合金是我们日常生活中没少碰到的，比如说飞机、汽车，甚至是一些运动器材，它们都需要用到这个神奇的金属。

嘿，别小看钛合金，它可是以其轻巧、强韧和耐腐蚀的特点而著称，真是太厉害了！咱们先聊聊钛的冶炼工艺。

说实话，冶炼钛可不简单，真得有点“上天入地”的感觉。

一般来说，冶炼钛的过程可以分为几个大步骤。

得从矿石开始，这个过程就像是寻找宝藏，得费点心思。

钛的矿石主要是钛铁矿或者是钛铝矿，这些矿石得经过一系列的处理，才能提取出钛的成分。

像这种初步处理，真是个力气活，工人们得像个磨刀小子，得心应手才能搞定。

咱们进入冶炼的阶段。

这里就需要一些高大上的设备了，比如电弧炉。

这玩意儿可是冶炼钛的明星之一，能把钛矿石加热到几千度，简直是个“火焰喷射器”。

不过，别看它威猛，操作起来可得小心翼翼。

因为一旦温度控制不当，钛可能会和氧气结合，变得脆弱不堪，简直是白忙活。

所以，操作者得像个老练的厨师，火候掌握得恰到好处。

说到设备，不得不提一些先进的熔炼技术。

比如说，真空熔炼，听起来就很酷吧。

这个技术是把熔融的钛放在真空环境中，这样就能避免与空气中的杂质发生反应，保证钛的纯度。

想想看，钛就像是个娇贵的公主，得在最安全的环境中才能保持它的美丽。

这种熔炼方式虽然技术含量高，但效果绝对一流，产出的钛合金就像“人间精品”。

冶炼完了，咱们还得处理一下成品。

钛合金的锻造也是一门学问，得把它锻造成各种形状。

有些钛合金还得经过热处理，让它们更坚固，就像给钢铁打了一针强心剂。

想象一下，经过这样一番折腾，钛合金就像是一位从磨难中走出来的英雄，闪闪发光，稳稳当当。

说到这里，可能有人会问，钛合金到底有什么用途呢？可多了！咱们的航空航天，汽车制造，甚至医疗器械，都少不了它的身影。

比如，飞机的机身、发动机的部件，都是用钛合金来打造的，轻巧又耐用，真是一举两得。

钛合金锻造知识点总结一、钛合金锻造的工艺流程1.材料选择：钛合金锻造的材料选择十分重要，一般选择工艺性能好的钛合金作为原料。

2.预处理：在进行锻造之前，需要对原料进行预处理，如去除氧化皮等。

3.坯料加热：将预处理好的坯料加热至一定温度，使其达到足够的塑性。

4.锻造成形：将加热后的坯料放入锻造设备中，通过锤击或压力使其变形成所需形状。

5.热处理：在锻造完成后，对零件进行热处理，以消除应力和提高材料性能。

6.表面处理：对热处理后的零件进行表面处理，如抛光、喷涂等。

7.质检包装：对表面处理后的零件进行质量检查，然后进行包装。

二、钛合金锻造的工艺参数1.温度：钛合金的锻造温度通常在800℃-1000℃之间，需要根据具体材料的性质和热处理要求确定最佳温度。

2.变形量：钛合金的变形极限大约在40%-60%，因此在锻造过程中需要控制变形量，以避免材料断裂。

3.锻造压力：锻造压力是保证钛合金坯料变形的关键参数，通常需要根据坯料的形状和尺寸确定合适的锻造压力。

4.锻造速度：锻造速度对于钛合金的组织和性能有很大影响，需要根据具体情况进行调节。

三、钛合金锻造中需要注意的问题1.温度控制：钛合金的锻造温度相对较高，需要严格控制加热温度，避免因过热而导致坯料变性或过冷造成变形困难。

2.变形控制：在钛合金锻造过程中，需要控制变形量，以避免因过度变形而导致材料断裂。

3.锻造表面质量：钛合金的锻造表面质量对最终产品的性能有着重要影响，需要通过合理的工艺参数和设备保证其表面质量。

4.热处理控制：对于钛合金锻造零件，热处理是不可或缺的一步，需要严格控制热处理温度和时间，以达到最佳效果。

四、钛合金锻造的设备和工装1.锻造设备：钛合金锻造通常采用液压锻造机、气动锻造机等设备，需要根据具体的生产需求选择合适的设备。

2.模具：钛合金锻造需要使用专用模具，这些模具需要经过严格的加工和热处理，以保证零件的成形精度和表面质量。

3.锻造工装：在进行钛合金锻造时，还需配备适当的锻造工装，用于固定坯料、调节锻造温度和压力等。

钛合金的应用及其锻压技术摘要：钛是一种性能优良的金属，在发展经济和国家安全中具有重要战略意义，被称为“太空金属”、“海洋金属”。

钛合金最主要的优点是比强度高、热强性好、耐腐蚀性好，在400～500℃时，钛合金的比强度超过了多数不锈钢和抗氧化钢。

用钛合金代替不锈钢和高温合金等材料制造零件，可以大幅度地减轻产品重量，因此受到航空和航天工业的极大重视，同时也在汽车、电力、化工、舰船、石油、冶金、医疗等工业越来越得到广泛应用。

关键词：钛合金；应用前景；锻压技术1、前言1791年英国的William Gregor发现钛元素的存在；1932年卢森堡化学家Wilhelm Justin Kroll用TiCl4和Ca制取大量的钛，他被称为钛工业之父；第二次世界大战后，钛合金很快成为航空发动机的关键材料；1948年杜邦公司首先开始商业化生产金属钛。

金属钛生产成为伴随航空和航天工业发展起来的新兴工业，发展速度很快，超过了任何一种其他有色金属的发展速度。

随着我国国民经济的稳步发展，对钛及钛合金材料产品的需求将不断增长。

2、钛合金的应用前景2.1钛合金在航空航天工业中的应用（1）在飞机机身及其发动机中，称钛为不可缺少的“太空金属”。

当飞机作超音速飞行时，飞机外表面与空气强烈磨擦产生热量，机体温度随之升高，飞机的飞行速度越快，机体温度就越高，在这种情况下传统的铝合金和钢铁已经不能胜任，钛合金的出现给飞机克服热障做出了贡献。

飞机上的防火壁、蒙皮、大梁、翼肋、舱门、拉杆、风扇叶片、压气机叶片、机身隔框和起落架大都采用钛合金制造。

而且飞机和发动机质量每降低1Kg，其使用费用通常可节约220～440美元。

飞机使用钛合金不仅能提高性能，而且又能减轻飞机的装备重量，节约的能源也是可观的。

随着钛合金价格的下降，民用飞机用钛量一定会大幅增长。

（2）钛及钛合金是航天工业的热门材料，使用它的目的也是为了减轻发射质量，增加射程，节省费用。

在航天工业中，使用钛及其合金主要用来制作压力容器，如燃料储箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴导管、人造卫星外壳、载人宇宙飞船船舱及推进系统等。

飞行器生产中钛合金的先进制造技术18.1钛板超塑性成形8.1.1超塑性成形的特征塑性：是金属的主要属性之一，它指的是金属在不遭受破坏的情况下，既具有永久变形能力又具有足够强度的性能。

“超塑性”就是超出一般“塑性”指标的金属的特性。

作为衡量塑性优劣的一个重要指标延伸率δ值，一般金属均不超过百分之几十，如黑色金属不大于40%，有色金属不大于60%（软铝约为50%，而金银一般也只80%），它们即使在高温下拉伸，也难以达到100%。

从材料的提纯、冶炼、锻造和热处理中设法改善金属的塑性，但都不理想，无法大幅度提高塑性指标。

2在长期以来金属变形的研究中，有人发现某些金属在一定条件下具有大大超过一般塑性的特异性能，这些具有超塑性的金属其δ值可超过百分之百，有的甚至达到百分之二千也不产生缩颈现象。

随着研究的深入，普遍认为这种特殊的、巨大的延伸特性并不限于某几种合金；对大多数金属材料，包括钢铁等黑色金属以及一般认为难成形的钛合金等，在特定条件下都可使δ值提高几倍至几十倍。

比如Ti-6Al-4V板材，常温下的δ值约10%，Ti-5Al-4V约14%，前者在加温到760℃时，δ值约为65%，850℃时约90%，即使加温到900℃也只达110%左右。

然而处于超塑性条件下的Ti-6Al-4V，δ值可高达500%以上，甚至1000%以上。

3超塑性是一种奇特的现象。

具有超塑性的合金能像饴糖一样伸长10倍、20倍甚至上百倍，既不出现缩颈，也不会断裂。

金属的超塑性现象，是英国物理学家森金斯在1982年发现的，他给这种现象做如下定义：凡金属在适当的温度下（大约相当于金属熔点温度的一半）变得像软糖一样柔软，而应变速度10毫米/秒时产生本身长度三倍以上的延伸率，均属于超塑性。

4超塑性与传统成形方法相比，具有如下特征：(1)大变形超塑性材料在单向拉伸时δ值极高，表明超塑性材料在变形稳定状态方面要比普通材料好得多。

(2)无缩颈超塑性材料表现出很强的抗颈缩能力，无明显的局部缩颈。