TiAl4822 合金锻造工艺参数的研究

随着航空航天技术的不断发展，轻质耐高温材料以其独特的优势，成为未来航空发动机、航天器等航空航天材料的重要发展方向。TiAl 合金具有高比强度、高比模量和优良的抗氧化性能，是当前最具开发潜力的航空航天用轻质耐高温结构材料。然而，TiAl 合金室温塑性低，以及高温变形能力和抗氧化性能不足成为其工程化应用的最大障碍。因此，解决该类合金的热加工塑性差的问题，对实现TiAl 合金产业化应用十分必要。

本研究选取TiAl4822 合金进行锻造工艺参数研究，通过TiAl4822 合金不同锻造工艺参数的试验和锻造试块性能分析，摸索适宜的锻造温度、应变速率、变形量等锻造工艺参数，确保TiAl4822 合金在工艺窗口范围内良好的锻造可加工性。

试验方法、材料以及设备

试验设备

TiAl4822合金等温锻造工艺试制采用2000t等温锻造装置，该装置可保证锻造过程温度及变形速度，满足此次试验的需求。

试验材料

试验材料采用中科院金属所制造的

260mm 铸锭。铸锭的室温抗拉强度为381MPa，700℃抗拉强度为311MPa，850℃抗拉强度为397.5MPa，室温延伸率为1.06%，700℃延伸率为5.6%，850℃延伸率为0.7%。

二是流域统一调度。《条例》明确了流域水资源调度方案及引江济太调度方案与有关年度调度计划的法律地位，从全流域水资源配置和水环境改善以及发生供水安全事故应急处理的总体需求出发，实施流域水资源统一调度，协调和平衡省市关系，有效统筹流域和区域、防洪与排涝、洪水与水资源以及改善水环境等方面的关系。

试验方法

通过TiAl 合金(TiAl4822)不同锻造参数下的等温锻造工艺试验，分析锻造温度、变形速率、变形量和锻后冷却方式对锻造热加工性的影响；后采用初步确定的工艺参数范围开展锻造试验，并进行试块力学性能分析，根据分析结果得出一个最优的锻造工艺参数。

试验步骤：锻造前采用电炉到温装炉方式对坯料加热，加热时间按厚度乘以保温系数计算，坯料加热保温结束后在2000t 锻造压机上进行锻造，锻后试块冷却至室温后热处理，试块热处理工艺参数为：1240℃保温2h 后冷却。

根据前期试验结果，调整锻造工艺参数，并对不同应变速率下锻造的TiAl4822 钛合金试块进行力学性能分析，并与原始的铸锭性能进行比较。在

260mm的棒料上切取35mm×75mm×75mm试料若干，在锻造温度1150℃，变形量为40%、不同的应变速率(10

、4×10

、10

)下进行近等温锻造，锻后炉冷至室温。按1240℃、保温2h 后炉冷热处理后加工成拉伸试样，在拉伸试验机上测试试样室温和高温拉伸性能。

试验过程以及结果分析

前期锻造参数确定

GaAs晶体折射率由传统模型确定.将式(13-14)式代入式(12)中，即可得到不同调制因素变化条件下晶体的最佳取向，即折射率变化最大取向.图2-4分别给出的调频、调幅、调相条件下，GaAs晶体的折射率变化最大取向曲线.

⑴不同锻造温度对力学性能的影响。

根据上述试验得出以下结论：随着锻造温度的升高，TiAl4822 合金的塑性逐渐提高，锻造试块的开裂倾向减小，锻造温度低于1120℃时锻造开裂倾向较大；随着应变速率的减小，TiAl4822 合金的热加工塑性逐渐提高，合金变形过程中的内应力减小，锻造试块的开裂倾向减小；TiAl4822 合金对温度应力比较敏感，锻后冷却方式对锻造试块开裂倾向的影响明显，锻后宜采用随炉冷却方式。

不同锻造参数下的力学性能分析

图1 为上述第1 组试验的锻造试块，图2 为第1组(炉冷)至第4 组试验的锻造试块，图3 为第5 组至第8 组试验的锻造试块。

前期试验目标是初步确定锻造温度范围、应变速率及锻后冷却方式。在

260mm 的棒料上切取25mm×25mm×70mm试料若干，按不同参数进行近等温锻造，第1 次试验参数见表1。

根据前期试验结果，调整锻造工艺参数，对不同温度下锻造的试块进行力学性能分析，并与原始的铸锭性能进行比较。在

260mm 的棒料上切取35mm×75mm×75mm 试料若干，在应变速率为4×10

，变形量为40%条件下，分别在1100℃、1120℃、1150℃温度下进行近等温锻造，锻后炉冷至室温。按1240℃保温2h 后炉冷热处理后加工成拉伸试样，在拉伸试验机上测试试样室温和高温拉伸性能。

⑵不同锻造应变速率对力学性能的影响。

图4 和图5 分别为不同锻造温度下，试样的抗拉强度和室温延伸率趋势图，由图可以看出，室温抗拉强度与锻造温度成正比。随着锻造温度的升高，室温抗拉强度有明显的升高，高温抗拉强度随着锻造温度的升高也在逐渐提升。当锻造温度高于1120℃时，高温抗拉强度没有明显的提升。锻造温度对试块室温延伸率以及700℃高温延伸率影响不明显。850℃高温延伸率波动明显，延伸率最高达30%，延伸率最低为4%。本次试验锻造的TiAl4822 合金力学性能高于原始铸锭。

睡眠是个体必需的生理过程，睡眠不足严重危害人体的心理生理健康，对于冠心病患者来说尤为重要，但冠心病患者往往普遍存在睡眠质量差的问题，导致患者出现焦虑，乃至抑郁的状态[12]。本研究显示，观察组实施认知行为护理模式，遵医行为良好率明显优于对照组，且观察组睡眠质量（PSQI评分）亦优于对照组。

经连续三血管观及冠状切面观综合扫查后发现40例病例中有20例为RAA+LDA+ALSA，占比约50%，因无伴发畸形及染色体检查正常，全部顺利生产，产后进一步检查证实；15例为迷走左锁骨下动脉，占约37%；1例为肺动脉吊带，占比约3%，产后经CTA证实并做手术，4例为双主动脉弓（其中包含1例MRAA被误诊），占比约10%，家属选择终止妊娠，经孕妇及家属同意，由具有资质的病理医师及超声医师尸解，发现其中一例为MRAA右弓优势。检查误诊率差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表。

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图6 为不同应变速率下试样的抗拉强度，图7 为不同应变速率下试样的延伸率，由图可以看出，随着锻造应变速率的增大，TiAl4822 合金室温抗拉强度降低；锻造应变速率对高温抗拉强度、室温延伸率以及700℃高温延伸率影响不明显；850℃高温延伸率波动明显，延伸率最高达29%，延伸率最低为3%。本次试验锻造的TiAl4822 合金力学性能高于原始铸锭。

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⑶不同锻造变形量对力学性能的影响。

水利工程相比于其他工程而言，其本身具备相对更大的工程管理难度以及更多的潜在干扰因素。这主要是因为，当前较多的水利工程本身都处在峡谷或者高山等偏僻的特殊区域内。因此由于受到当地习俗以及恶劣自然环境给其带来的突显影响，那么将会增大与之有关的施工管理难度。除此以外，水利工程很可能表现为繁多的工程施工量以及多种多样的施工干扰因素，上述因素来源于外在环境或者某些人为影响。

根据前期试验结果，调整锻造工艺参数，并对不同变形量锻造的TiAl4822 合金试块进行力学性能分析。在

260mm的棒料上切取35mm×75mm×75mm试料若干，在应变速率为4×10

，锻造温度为1150℃、不同的变形量(30%、35%、40%、45%)下进行近等温锻造，锻后炉冷至室温。按1240℃、保温2h 后炉冷热处理后加工成拉伸试样，在拉伸试验机上测试试样室温和高温拉伸性能。

一次变形量为45%的锻造试块如图8 所示，变形量为45%参数下的锻造试块有较大裂纹，单火次变形量超过40%后，锻造试块的开裂倾向性增大。

图9 为不同变形量下试样的抗拉强度，图10 为不同变形量下试样的延伸率，由图可以看出，单火次锻造变形量小于40%时，室温抗拉强度及700℃高温抗拉强度随着试块锻造变形量的增加而增加；单火次锻造变形量超过40%后，抗拉强度基本保持稳定；单火次锻造变形量对850℃高温抗拉强度、室温延伸率及700℃高温延伸率影响不明显；850℃高温延伸率波动明显，延伸率最高在47%左右，延伸率最低在26%左右。本次试验锻造的TiAl4822 合金力学性能高于原始铸锭。

结论

通过对TiAl4822 合金的锻造工艺参数研究可以得出以下结论：

⑴锻造温度、应变速率及锻后冷却对TiAl4822合金锻造的影响十分关键。随着锻造温度的降低，材料热加工塑性降低，锻造温度低于1120℃时，易产生锻造裂纹；应变速率超过4×10

时，随着应变速率的提高，材料的变形抗力增加，易产生锻造裂纹，应变速率超过10

后锻件裂纹十分严重；该材料对温度应力较为敏感，在快速的冷却方式下，宏观开裂倾向明显，宜采用随炉冷却方式。

⑵锻造温度1150 ℃、应变速率4×10

以及变形量40%条件为适宜的锻造工艺参数，锻造后TiAl4822合金力学性能较铸锭力学性能有明显提升。

⑶在锻造温度1150℃、应变速率4×10

，测试温度850℃的条件下，锻件的延伸率高于其他的锻造工艺参数与其他的测试温度下的值，表现出超塑性的特性，后续需增大样本量，继续摸索和总结其潜在规律。

后续深入研究重点：根据前期试验结果，细化TiAl4822 合金锻造工艺参数，通过细化的工艺参数结果分析，确定其最优的锻造工艺参数，为后续的TiAl4822 合金锻件生产提供数据支撑。