Ti-6AL-4V ELI寬幅板坯鍛造工藝研究

供稿|張偉，李巍，李渭清，段曉輝，劉繼雄，龐洪 / ZHANG Wei, LI Wei, LI Wei-qing, DUAN Xiao-hui,LIU Ji-xiong, PANG Hong

Ti-6AL-4V鈦合金是典型的α+β兩相鈦合金，是應用最為廣泛的鈦合金之一。可用于制造飛機的承力結構件、鍛件、鈑金件等。在Ti-6AL-4V合金基礎上改進的Ti-6AL-4V ELI鈦合金是一種損傷容限型鈦合金，具有中等強度、高損傷容限和長疲勞壽命等特點。與其他中等強度鈦合金相比，在強度和塑性水平相當的情況下，Ti-6Al-4V ELI鈦合金具有相當高的斷裂韌度和抗疲勞裂紋擴展能力，廣泛地應用于制造深潛器耐壓殼體。

鈦合金成品板材對組織均勻性要求較高，在實際地生產過程中，經常出現一些組織不均勻現象，造成成品板材不能滿足標準要求。因鈦合金具有組織遺傳性，因此鍛造板坯的組織形態和均勻性對軋制的成品板材具有決定性的影響。

本文主要研究板坯鍛造工藝及變形參數對板坯組織形態和性能的影響。目的在于選出較合理的板坯鍛造工藝，提高板坯質量，為后期成品板材軋制奠定基礎。

試驗

試驗選材及工藝設計

試驗選用寶鈦股份生產的規格為φ920 mm/7200 kg的Ti-6Al-4V ELI鑄錠，鑄錠經三次真空自耗電弧爐熔煉，以保證鑄錠成分均勻，最終扒皮去除表面缺陷。其化學成分符合GB/T3620的規定。

采用寶鈦股份鍛造廠擁有的80/100 MN快鍛機進行鍛造。為保證板坯的組織均勻性，工藝設計為在單相區采用多火次鐓拔工藝，保證總變形大于80%，從而使鑄態組織充分破碎，晶粒細化。兩相區采用多火次鐓拔工藝，保證總變形大于70%的變形量，繼續細化晶粒，保證組織均勻性，并且使原直徑φ920 mm鑄錠墩粗至φ1150 mm，同時為使板坯寬度滿足≥1750 mm尺寸要求，采用橫向寬展，即坯料長度方向與錘頭長度方向平行；……