高（gāo）質量的航空鍛件主要有航空發動機風扇和壓氣機係統的盤、機匣、整體葉（yè）盤、盤軸、葉片鍛件以（yǐ）及飛機結構的框、梁、接頭、起落架鍛件（jiàn）等。隨著航空發動（dòng）機和飛機結構設（shè）計的技術進步，航空鍛件向大型（xíng）化、整體化、精密化方（fāng）向發展（zhǎn），推動著鍛壓設備及其配套裝備的發展與技（jì）術進步。為適應優質精密（mì）航空鍛件及難變形材料的（de）鍛造需要（yào），發展了如等溫鍛造、熱模鍛造、分段鍛造等新工藝技術及相應的（de）模具設計製造和質量控製技術。

航空係統（tǒng）內從事航空（kōng）大、中、小（xiǎo）型鈦合金（jīn）鍛件的（de）生產企業主要有：中航重機旗下的（de）陝西宏遠、貴州安大、景航航空鍛鑄、無錫卓越以及集團旗下的部分飛機和發動機公司。在航空（kōng）係統內部，大型鈦合金鍛件生（shēng）產用的模鍛設備除專業化鍛造廠（chǎng）有80～100MN液壓機外，近年來（lái），陝西宏遠裝備了一台200MN等溫鍛壓機（jī）和200MN離合器（qì）式電動螺旋壓力機，其（qí）中200MN等溫鍛壓機（jī）具有“恒應變速率”控製（zhì）功能和雙工作台，工作（zuò）台尺寸為6000mm×4000mm，最大淨空距為3600mm，等溫鍛時滑塊速度可控（kòng）製在0.005～0.5mm/s，普通熱（rè）模鍛時滑塊速度可控製在0.5～10mm/s；200MN電動螺旋壓力機（jī）在精密化（huà）、數字化、智能化方麵有了長足進步，最大打（dǎ）擊能力達到360MN，尺寸控製精度達到±0.6mm，可（kě）控變形速度為0.2～0.5m/s，能實現模具自動控溫。貴州安大於2017年裝備了一台250MN等（děng）溫鍛+模鍛（duàn）壓機，可用於難變形材料大型（xíng）鍛件的等溫（wēn）鍛生（shēng）產。同時，貴（guì）州安大擁有多條（tiáo）係列環形件生產線，可以（yǐ）實現鈦合金、高溫合（hé）金等難變形材料複雜異（yì）形截麵環件（jiàn）的精密軋製。

航空係統（tǒng）外從事航空（kōng）鈦合金鍛件特別是大型鍛（duàn）件生產的國有企業（yè）主要有二（èr）重萬航、無錫（xī）透平，建立（lì）了用於大型飛機結構件、大型發動（dòng）機風扇葉片和盤鍛件用的鍛造設備，如二（èr）重（chóng）萬航的800MN模鍛壓機和具多向模鍛功能的200MN等溫鍛（duàn）壓機、無錫透平的355MN離合器式螺旋壓力機。

十餘年（nián）內我國湧現了一大批從事航空鍛件生產的民營企業，裝備了先進的鍛壓設備，如南山鍛造、三角防務、昆侖（lún）重工、中鈦青鍛、貴州航宇、無錫（xī）航亞（yà）、無錫派克等。這些企業裝備了大噸位的模鍛和（hé）環軋設備，並配套了相應的製坯自由鍛壓機。如南山鍛造500MN和125MN模鍛壓機，三角防務400MN模鍛壓機和在建的300MN等溫鍛+模鍛壓機，昆侖重工（gōng）300MN模鍛壓機，中鈦青鍛（duàn）680MN多功能壓機(具有模鍛和擠壓雙重功能)，可生產航空發動機和飛機大型結構（gòu）件鍛件。貴州航宇4.5m環軋機(徑向/軸向壓力分別為700/700t)及相應脹形（xíng）設備、無錫派克（kè）的先進環軋（zhá）設備均配置了自動（dòng）控（kòng）製係統，為生產優質的發（fā）動機鈦合金機匣環件提供了很好（hǎo）的硬（yìng）件條件，脹形（xíng）工（gōng）藝的應用可提高環件的尺寸精度，並提高材料利用率，脹形會改變環件內部殘餘應（yīng）力的大（dà）小和方向，促進殘餘應力的均勻分布。無錫航亞具備生產鈦合金精鍛葉片的全（quán）套裝備和（hé）技術能力，除配合國內重點（diǎn）型號發動機葉片生產外，還積極投身國際市場，為GE、Safran公司生產Ti-6Al-4V鈦合金壓氣機葉片等。

大涵道比（bǐ）航空發動機朝“大（dà）風扇、小（xiǎo）心髒”方向發展，致使風扇（shàn）部件如風扇盤和（hé）風扇葉片的尺寸相應增大，高推重比軍用航空發動（dòng）機的（de）整體葉盤(blisk)和整體葉環(bling)等整（zhěng）體輕量（liàng）化結構設計，這些設計變化對相應的鈦合金鍛件的控形(尺寸精密化)和控性(低倍流線、顯微組織、組織均（jun1）勻性、微（wēi）織構、殘餘應力、力學性能、超聲檢測、冶金缺陷控製)提出了更高要求，既要做到精確控形，又要做到精確控性（xìng）。

為了改善鈦合金模鍛件的低倍流線和組織均（jun1）勻性，降低（dī）鍛件內部（bù）的殘餘應力，促進模（mó）鍛成（chéng）形過程（chéng）中金屬的流動，某些關鍵的航空發動（dòng）機和飛機鈦合金鍛件，如航空發動機用TC11、TC25、TC17、Ti60鈦合金盤類件和整（zhěng）體（tǐ）葉盤鍛件及直升機用TB6鈦合金槳轂鍛件（jiàn）等，采用等溫模鍛成形或近等溫模鍛成形技術，通過鍛件的精化（huà）以實現“綠色”鍛造，節省寶貴的鈦資源，降低生產成（chéng）本。為了提高鈦合金零件的損傷（shāng）容限性能，某些TC17(Ti-17)、TC19(Ti-6246)鈦合金盤鍛件采（cǎi）用了β模鍛（duàn）工藝，得到網（wǎng）籃組織狀（zhuàng）態使用。對於（yú）一些厚大截麵的鍛件，如TC4鈦合金風扇（shàn）盤鍛件，采用強韌化熱處理代替傳統的普（pǔ）通退火，以提高鍛件的強度和熱強（qiáng）性。在生產大型鈦合金鍛件時，要特（tè）別（bié）注意控製變形溫度和變形速率，特別是對於β鍛（duàn）的鍛件，防（fáng）止鍛件在變形過程中（zhōng）心部因變形能集聚引起溫度陡升，造成鍛件心部產生過（guò）熱組織，即形（xíng）成（chéng）清（qīng）晰晶或粗大的單個晶粒，引起（qǐ）抗拉強度和疲勞性能的顯著惡化。

在鈦合金鍛件質量檢驗及控製方（fāng）麵，雖然出現硬α夾雜物、裂紋（wén）和孔洞等缺陷的概率極低，但是一旦出現就有可能造成重大（dà）的飛機失效事件，必須嚴（yán）格控製鈦合金零（líng）件內在缺陷，而超（chāo）聲檢測是檢出鈦合（hé）金各類缺陷的（de）最有效手段。我國各主要鈦材生產商（shāng）近年來建立了鈦合金大規格棒材的水浸超聲檢（jiǎn）測裝置，通過分區聚焦超聲檢（jiǎn）測，可以顯著提高檢測靈敏度，從而提高了缺陷的檢出（chū）能力。大部（bù）分鍛件生產商建立了（le）適用於軸（zhóu）對稱的發動機盤類鍛件水浸超聲檢測裝置，可實現鍛件的自動化（huà）和數字化超聲檢測，並通（tōng）過與（yǔ）接（jiē）觸法（fǎ）探傷（shāng）相互配合使用，提高（gāo）缺（quē）陷的檢出能力。鈦合金α＋β兩相區充分變形得到的球狀（等軸）組（zǔ）織雜波低，容易（yì）檢出缺陷；而β鍛或β熱處理得到的片狀組織或網籃（lán）組（zǔ）織，雜波高，易掩蓋缺陷反射波，降低檢測的（de）準（zhǔn）確（què）性。因此，對於需要β加（jiā）工的鍛件，應（yīng）在α+β兩相區鍛的坯料狀態進行超聲檢測。另外，在關鍵鈦合金零件（jiàn）加（jiā）工過程中，采（cǎi）用表（biǎo）麵（miàn）腐蝕、X射線、表麵藍色陽極化、表麵熒光滲（shèn）透、渦流檢測等（děng），提高零件表麵和內部缺陷的檢出（chū）率。當然，航空級特別（bié）是發動機轉子級鈦合金，其（qí）相應（yīng）的原材料海綿鈦也要（yào）求是航空（kōng）級或者是轉子級的，並對其熔煉工藝及過程控製提出了嚴苛要求。

上述企業中，除傳統的幾個航空企業有五十餘年生產航空鍛件的經驗外，其餘大部分企業在生產航（háng）空鍛件方（fāng）麵處於（yú）起步階段，生（shēng）產技術和經驗有待於積（jī）累和提（tí）高，借助於（yú）靈（líng）活的人力（lì）資源和設備技術等後發優勢，在國家軍民融合的大（dà）背景下（xià），將會迅速成長為具有強大市場競爭力的骨幹企業（yè）。

優質鈦合金原材料及（jí）鍛件標準建設

十餘年來，我國在鈦合金的熔煉、鍛造、熱處理（lǐ）、機械加（jiā）工等（děng）方麵的裝備能力（lì）和工藝技術得到（dào）了長足進步，為生產大型鈦合金飛機框（kuàng）、梁、起落架結構件和（hé）航空發動機盤、葉片、機匣鍛件提供了良（liáng）好的（de）設備條件和工藝（yì）基礎（chǔ）。飛機和航空發動機的安全使用在很大程度上受製於原材料及鍛件的冶金質量、組織狀態、微觀（guān）織構及力學性能（néng）等，原（yuán）材料及鍛件的質量除受製造工藝和設備條件所限外，質量控製的主（zhǔ）要手段是通過建立相應的材料和（hé）鍛件標準、熱工藝（yì）和檢驗標準等。我國（guó）航空鈦合金材料從研製階段過渡到生產階段的過程中，逐步建立了相應的不同層次的材料（liào）標準和工藝規範，如企業標準、型號標準、航空標準、國軍標（biāo）等，作為（wéi）材料或鍛件生產和驗收的依據。

我國在役的大部分鈦合（hé）金材料以引進國外牌（pái）號為主。因此，在製定材料標準和鍛件標準時，基（jī）本上是以參考或（huò）等效采用國外相關標準的技術要求和規定為（wéi）主。在應用材料或鍛（duàn）件標準時，經（jīng）常會（huì）遇到在化學成（chéng）分範圍控製、雜質元素含量控製、熱工藝製度、高低倍組織、超聲檢測、力學性能指標要求（qiú）等條款的理解和實際（jì）操作產生歧義的情況。

隨著我國航空裝備的建設，所用的鈦合金（jīn）鍛件趨向於大型（xíng）化、整（zhěng）體化、精（jīng）密化和低成本化，相應（yīng）所需的原材料規格和（hé）尺寸也不斷加大，某（mǒu）些規格尺寸和重量已超出了目前標準規定的範圍極限，如某廠正在生產的（de）φ500mm鈦合金大棒材，而現行的標準中規定（dìng）的大規（guī）格棒材最大（dà）尺寸僅為φ350mm；某型號鈦合金風扇盤鍛件的重量接（jiē）近了500kg，尺寸大，截麵厚，已大大超（chāo）越以往生產的鈦合金盤（pán）鍛（duàn）件的規格。因此，對於這類超（chāo）大規格的鈦合金棒材和超（chāo）大尺（chǐ）寸的鈦合金鍛件，如何對（duì）其高（gāo）低倍組織（zhī）、力學性能、超聲波（bō）探（tàn）傷等技術要（yào）求做出科學合理且（qiě）適度（dù）的（de）規定，尚需針對性地加大研究工作，積（jī）累數據和經驗，不斷完善、補充和修訂材料及鍛件標（biāo）準。

結（jié）束語

中國的鈦工業經過60餘（yú）年的發展，具備了生產海綿（mián）鈦、鈦（tài）加工材、鍛件完整的生產（chǎn）設備和工藝技術，目前已成為世界第一（yī）大鈦生產國和消費國。在國家大飛機、兩機專項等新型航空裝備發展（zhǎn）驅（qū）動下，我國裝備了世界上最大和最先進的各類鍛造設備，可生產大型鈦合金（jīn）模鍛件、環（huán）軋件及葉（yè）片精鍛件。在生產大型（xíng）鈦合金鍛件（jiàn）時，應關注相關的工藝技術如計算機數值模擬技術、先進超聲（shēng）檢測等技術，材料和鍛件工藝標準的科學合理規定，成分、雜質、組織、織（zhī）構（gòu）的（de）合理控製等，提高優質鈦合金鍛件的組織均勻性、批次穩定性及質量可靠性，同（tóng）時，鍛件製造應朝著精密化、綠色方（fāng）向發展，實現近淨成形，關注增材製造技（jì）術的（de）綜合應用，加強鈦（tài）殘料的回收利用，為我國航空高端裝（zhuāng）備建設做（zuò）貢獻。