钛合金热处理工艺仿真研究进展

朱 磊，肖纳敏，王 浩，沙爱学

(1.中航西安飞机工业集团有限公司，陕西 西安 710089； 2.中国航发北京航空材料研究院航空及发动机材料应用评价中心，北京 100095)

热处理工艺是实现零部件微观组织与性能调控的关键环节。热处理本身是温度、组织转变与应力等交互作用的复杂过程[1-8]。因此在热处理工艺实践中，除微观组织与性能的变外化，由于温度场、结构等因素的影响，热处理过程还会导致残余应力与翘曲变形，对后续的机加和装配过程带来不利影响[6]。由于热处理过程受到多个因素的交互影响，在实践中很难通过物理模拟的方式进行研究，特别是热处理发生在高温阶段，无法对组织、应力、变形等过程进行实时测量，室温状态的分析测试结果很难得到规律性成果。因此采用仿真技术对热处理过程进行虚拟分析，对深入理解热处理过程的组织、应力与温度之间的相互影响规律，指导工艺设计具有重要意义。

钛合金广泛应用于航空、航天等对零件性能和精度要求高的领域，其热处理工艺设计同样面临着组织性能调控、残余应力与变形控制等难题。近二十年来，在钛合金领域，研究者们在热处理相变基础理论、数值模型与软件开发等方面开展了大量研究工作，热处理工艺仿真在固溶时效、退火、热校形等方面得到了深入应用，有助于深入理解钛合金零部件工艺-组织-性能的关联性、残余应力与变形间产生制约机制，对热处理工艺优化设计起到了很好地支撑作用。……