文/吕孝根，张海成，罗恒军，向伟，黄星广·中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司

锻件加热过程中温度的不均匀分布会使锻件产生较大残余应力，造成锻件产生裂纹或变形。改变加热工艺以改善锻件温度分布不均匀程度，有助于降低锻件加热残余应力。本文以某钛合金锻件为研究对象，探讨了分段加热工艺下温度场以及残余应力场的分布情况，并与连续加热的结果作了对比分析，研究发现：预热可以明显降低加热过程锻件各部分的温度差，采取合理的分段加热工艺有助于改善温度分布的不均匀程度；分段加热时，在预热和二段加热的初期锻件等效应力值最大，相比连续加热降低了91MPa，可知分段加热可以显著降低锻件的内应力，有利于保证锻件质量。

随着我国制造业的快速发展，对于材料性能的要求也变得越来越严格，对于新型材料的研究也越来越迫切。钛及钛合金由于比强度高，抗腐蚀，耐疲劳，高温性能好等优点被广泛地应用于航空航天领域，已经成为先进飞机结构件和发动机核心部件的首选材料。TC4钛合金是一种中等强度的(α+β)型钛合金，其综合性能优良，塑性和冲击韧性高，常作为重要零部件材料应用于航空、航天等领域。TC4钛合金在经过锻造后，需要进行适当的热处理以获得更好的组织和性能。但在生产中热处理时间多以经验进行控制，易造成资源的浪费；同时，生产中热处理一般采用较为简单的高温加热保温工序，使锻件以较高的升温速度进行加热，而锻件由于具有一定的厚度，造成不同区域的升温速率不同，形成温度差产生较大残余应力，从而导致热变形的产生，对锻件质量产生严重影响。……