研究了TA15 鈦合金復(fù)雜鍛件多次加熱成形時，小變形/無變形區(qū)的組織性能變化。結(jié)果表明，同一溫度下，隨加熱次數(shù)增加，試驗件強度塑性略有下降，加熱次數(shù)對拉伸性能的影響不明顯；加熱溫度對試驗件性能影響明顯，溫度增高，強度降低。多次加熱時，變形量大的試驗件強度低于變形量小的試驗件。為保證大型復(fù)雜鍛件組織性能均勻性，多次鍛造加熱溫度不宜高。

　　為了提高結(jié)構(gòu)可靠性，減少甚至取消焊縫是鈦合金結(jié)構(gòu)件的發(fā)展趨勢之一，換言之，鈦合金鍛件的大型化、整體化已成為先進飛機用材的重要發(fā)展方向。隨著鍛件質(zhì)量越來越重、尺寸越來越大，形狀也可能變得越來越復(fù)雜。復(fù)雜形狀鍛件，有些部位如腹板變形量大，有些部位如高筋則變形量小，即在鍛件成形過程中，存在著變形不均勻性問題。要得到高質(zhì)量的鈦合金大型整框、異形變截面、寬厚大截面等復(fù)雜鍛件，必須突破鍛件成形控制和組織性能均勻性控制等關(guān)鍵技術(shù)，即實現(xiàn)大型復(fù)雜鍛件的精確控形、精確控性及精確控構(gòu)(微觀組織) 。

　　在普通模鍛條件下，如果鍛件復(fù)雜程度增加，鍛造火次則會增加，鍛造火次的增加，對組織性能將產(chǎn)生怎樣的影響，特別是難或易變形區(qū)出現(xiàn)的多火次—小變形/無變形對組織性能的影響，是人們關(guān)心的問題。研究表明，影響力學(xué)性能的組織參數(shù)主要包括初生α 比例、晶粒尺寸大小D、α 集束尺寸d、α 片厚度等，而這些組織參數(shù)與加熱溫度、冷卻方式以及鍛造過程中的變形量等工藝參數(shù)有密切關(guān)系。針對相變組織性能的關(guān)系以及熱處理的基本規(guī)律已比較清楚，但多火次條件下的工藝參數(shù)研究工作卻甚少。

　　本文針對這些問題進行探討，選取TA15 鈦合金兩種典型變形量的試驗件，分別代表大型鍛件中易變形區(qū)(變形量大) 和難變形區(qū)(變形量小) 的情況。著重研究多火次鍛造過程中，TA15 鈦合金兩種變形量試驗件在小變形/無變形區(qū)組織性能的變化規(guī)律，研究工作對鈦合金大型復(fù)雜鍛件組織性能均勻性控制及鍛造工藝參數(shù)的優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)作用。

　　1、試驗材料及方法

　　試驗材料為航空航天上應(yīng)用廣泛的TA15 鈦合金，其主要化學(xué)成分見表1。

　　表1 TA15 鈦合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)

　　TA15 鈦合金的化學(xué)成分

　　為模擬大型復(fù)雜鍛件的不均勻性變形，選取TA15鈦合金兩種變形量的試驗件，即20% 以下小變形量鍛件，代號為SX，代表大型鍛件中難變形區(qū)；40%以上大變形量鍛件，代號為SD，代表易變形區(qū)。為研究鍛造加熱溫度的影響，鍛造溫度選取兩個典型溫度950 ℃，970 ℃，分別代表相變點下約40 ℃、20 ℃。多火次鍛造試驗后，試樣均經(jīng)過800 ℃ × 1 h 空冷退火。拉伸性能在Instron-4507 型電子拉力試驗機上進行，組織觀察和定量分析均在Leica DMLM 上進行。

　　3、結(jié)論

　　1) 970 ℃多火次加熱時，TA15 鈦合金小變形量試驗件的強度明顯高于大變形量試驗件，塑性則相反。

　　2) TA15 鈦合金無論前期變形量大小，火次對小變形/無變形區(qū)抗拉強度的影響均不太明顯；在終鍛溫度區(qū)間，TA15 鈦合金小變形/無變形區(qū)多火次鍛造的抗拉強度隨鍛造溫度提高而下降；為了防止大鍛件易變形區(qū)性能下降，多火次鍛造加熱溫度不宜高。