TA15 小锻件冲击性能提升锻造工艺方案优化

文/李彩凤，陈小虎·航空工业江西景航航空锻铸有限公司

TA15 属于高Al 当量的近α 型钛合金。因此，它既具有α 型钛合金良好的热强性和可焊接性，又具有(α+β)型钛合金的工艺塑性,现广泛用于锻件加工中，但我公司在多品种、多批次TA15 小锻件生产中，出现了锻件冲击性能不足的问题，造成了大量的浪费，且严重耽误产品交付进度。

本文通过试验分析问题原因，研究最佳锻造方案，解决这一质量问题，TA15 小锻件图如图1 所示。

工艺试验方案

图1 TA15 锻件图

本次工艺试验共使用6 个锻件，分别编号A、B、C、D、E、F，6 个锻件。按现有工艺方案同炉热处理，各锻件成形方案如下：

⑴锻件A、B，下料尺寸为φ50mm×128mm，按现有工艺进行锻造，其工艺试验锻造工序为加热(Tβ-45℃保温40min)→制坯→空冷→加热(Tβ-45℃保温40min)→模锻一火(保留4mm 欠压)→空冷→加热(Tβ-45℃保温45min)→模锻二火(保留1mm欠压)→空冷，坯料尺寸如图2 所示。

⑵锻件C、D，下料尺寸为φ50mm×128mm，按现有工艺进行锻造，然后增加校正工序，其工艺试验锻造工序为加热(Tβ-45℃保温40min)→制坯→空冷→加热(Tβ-45℃保温40min)→模锻一火(保留4mm 欠压)→空冷→加热(Tβ-45℃保温45min)→模锻二火(保留1mm 欠压)→空冷→加热(Tβ-70℃保温25min)→校正(保留1mm 欠压)→空冷，坯料尺寸如图2 所示。

⑶锻件E、F，下料尺寸φ50mm×120mm，其余按现有工艺进行锻造，其工艺试验锻造工序为加热(Tβ-45 ℃保温40min)→制坯→空冷→加热(Tβ-45℃保温40min)→模锻一火(保留4mm 欠压)→空冷→加热(Tβ-45℃保温45min)→模锻二火(保留1mm 欠压)→空冷，坯料尺寸如图3 所示。

工艺优化思路

延长锻造过程中的加热保温时间

根据621 所研究成果《热处理工艺对TA15 钛合金冲击性能的影响》，当片层α 较厚时可提高锻件冲击性能。……