TiAl合金锻造工艺试验与验证

2020-04-17关红邰清安汪大成中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

锻造与冲压 2020年7期

关键词：变形

文／关红，邰清安，汪大成·中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

朱春雷·王红卫·北京钢铁研究总院

通过对一种TiAl合金进行普通锻、等温锻成形试验，以及等温锻不同变形速率、不同变形温度对组织的影响试验研究，初步确定了TiAl合金的热加工工艺参数，实现了一种TiAl合金等温锻造成形，为合金在新型航空发动机上工程应用时结构设计和工艺参数的选择奠定了技术基础。

TiAl合金具有密度低，高温强度高，抗氧化性和刚性好的特点，同时还具有较好的抗蠕变性能。因此TiAl合金被认为是一种理想的富有开发应用前景的航空、航天、军事及民用系列的新型高温结构材料。然而，其较低的高温塑性导致材料的塑性成形性非常差，使得钛铝合金的加工与成形非常困难，从而严重制约了钛铝合金在工程领域的应用。

近十几年来，国内研究人员在钛铝合金材料的室温塑性、断裂韧性等力学性能及热加工工艺性能研究方面取得了显著的进步，将变形γ-TiAl合金室温抗拉强度提高到了800MPa，室温拉伸塑性提高到了3%。目前国内TiAl合金还停留在实验室阶段，还没有形成比较系统的工程化的棒材、锻件技术标准，尚未批量生产和实际应用。未来的高推比发动机高压压气机机匣、叶片等高温部件拟采用TiAl合金材料制造，而目前国内航空发动机主机厂所对TiAl合金工程应用研究较少，因此有必要开展TiAl合金工程化的工艺试验研究。