高質量的航空鍛件（jiàn）主要有航空發動（dòng）機風扇和壓氣機係統的盤、機匣、整體葉盤、盤軸、葉片鍛件以及（jí）飛機結構的框、梁、接頭、起落架鍛件等。隨著航（háng）空發動機和飛機結構設計的技術進步（bù），航空鍛件（jiàn）向（xiàng）大型（xíng）化、整（zhěng）體化、精密化方向發展，推動（dòng）著鍛壓設備及其配套裝備的發展與技術進步。為適應優質精密航空鍛件及難變形材料的鍛造需要，發展了（le）如等溫鍛造、熱模鍛造、分段鍛造等新（xīn）工藝技術及相應的模具設計製造和質量控製技術。

航（háng）空係統內從事航空大、中、小型鈦合金鍛件（jiàn）的生產企業主要（yào）有：中航重機旗下的陝（shǎn）西宏遠、貴（guì）州安大、景航航空鍛鑄、無錫卓越以及集團旗下（xià）的部分飛機和發動機公司。在航空係統內部，大型鈦合金鍛件生（shēng）產用的模（mó）鍛設備除專業化鍛造廠有80～100MN液壓機外，近年來，陝西宏遠裝備了一台200MN等溫鍛壓機（jī）和200MN離合器式電動螺旋壓力機，其中200MN等溫鍛壓機具有“恒應（yīng）變速率”控製功能和雙工（gōng）作台，工作台尺寸為6000mm×4000mm，最大淨空距為3600mm，等溫鍛時滑塊（kuài）速度可控製在0.005～0.5mm/s，普通熱模鍛時滑塊速度（dù）可控製在0.5～10mm/s；200MN電動螺旋（xuán）壓力機在精（jīng）密化、數（shù）字化、智能化（huà）方麵有了長足進步（bù），最大打擊能（néng）力達到360MN，尺寸控（kòng）製精度達到（dào）±0.6mm，可控變形速度為0.2～0.5m/s，能實現模具自動控溫。貴州安大於2017年裝備了（le）一台250MN等溫鍛+模鍛壓機，可（kě）用於難變（biàn）形材料大型鍛件的等溫鍛生產。同（tóng）時，貴州安（ān）大擁（yōng）有多條係列環形件生產線，可以實現鈦合金、高（gāo）溫（wēn）合金等難變（biàn）形材料複雜異形截麵環件的精密軋製。

航空係統外從事航空鈦合金鍛件特（tè）別是（shì）大型鍛件生產（chǎn）的國有（yǒu）企業主要有二重萬航、無錫透平，建立了用於（yú）大型飛機結構（gòu）件、大型發動機風扇葉片和（hé）盤鍛件用的鍛造設備，如二（èr）重萬航的800MN模鍛壓機和具多向模鍛功能的（de）200MN等溫（wēn）鍛壓（yā）機、無錫透平的355MN離合器式螺旋（xuán）壓力機。

十餘年內我國湧現了一大批從事航空鍛件（jiàn）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、無錫航亞、無錫派克等。這些企業裝備（bèi）了大噸位（wèi）的模鍛和環軋設備，並配套了相（xiàng）應的製坯自（zì）由鍛壓機。如南山鍛（duàn）造500MN和（hé）125MN模（mó）鍛壓機，三角防務400MN模鍛（duàn）壓機和在建的300MN等溫鍛+模鍛（duàn）壓機，昆侖重工300MN模鍛壓機，中（zhōng）鈦青鍛680MN多功能壓機(具（jù）有模鍛和擠壓雙重（chóng）功能)，可生產航空發動機（jī）和飛機（jī）大型結構件鍛件。貴州航宇4.5m環軋（zhá）機(徑向/軸向壓力分別為700/700t)及相應脹形設備、無錫（xī）派克的先進環（huán）軋設備均配（pèi）置了（le）自動（dòng）控製係統，為生產優質（zhì）的發動機鈦合金機匣環件提供了很好的硬件條件，脹形工藝的應用可提（tí）高環件的尺寸精度，並提（tí）高材料利用率，脹形會改變環件內部殘（cán）餘（yú）應力（lì）的大小和（hé）方向，促進（jìn）殘餘應力的均勻分布（bù）。無錫航亞具備生產鈦合金精鍛葉片的全套裝備和技術能力，除配合（hé）國（guó）內重點型號發動機葉片生產外（wài），還積極投身國際市（shì）場，為GE、Safran公司生產Ti-6Al-4V鈦合金壓氣機葉片（piàn）等。

大涵道比航空發動機朝“大風扇、小心髒”方向發展，致使風（fēng）扇（shàn）部件如風（fēng）扇盤和風扇葉（yè）片的尺寸（cùn）相應增大，高推重比軍用航空發動（dòng）機的整體葉盤(blisk)和整體葉環(bling)等整體輕量化結構設計，這些設（shè）計變化對相應的鈦合金（jīn）鍛件的控形（xíng）(尺寸精密化)和（hé）控性(低倍流線、顯微組織、組織均（jun1）勻性、微織構、殘餘（yú）應力、力學性能、超（chāo）聲檢測（cè）、冶金缺陷控（kòng）製)提出了（le）更高（gāo）要求，既要（yào）做到精確控形，又要做到精確控性。

為了改善鈦合金模鍛件的低倍流線和組織均（jun1）勻性，降低鍛件內部的殘餘應力，促進模鍛成形過（guò）程中金屬的流動，某些關鍵的航空發動機和飛機（jī）鈦（tài）合金鍛件，如航空發動機用TC11、TC25、TC17、Ti60鈦（tài）合金盤類件和整體葉盤鍛件及直升（shēng）機用TB6鈦合金槳轂鍛件等（děng），采用（yòng）等溫模鍛成形或近（jìn）等溫模鍛成形技術（shù），通過鍛件的精化以實現（xiàn）“綠色”鍛造（zào），節省寶貴的鈦資源，降低生產成本。為了提高鈦合金零件的損傷容限性能，某些（xiē）TC17(Ti-17)、TC19(Ti-6246)鈦合金盤鍛件采用了β模鍛工藝，得到網籃組織狀態（tài）使用。對（duì）於一（yī）些厚大截麵的鍛件，如TC4鈦合金風扇盤鍛件，采用強韌化（huà）熱（rè）處理代替傳統的普通退火，以提高鍛件的強度（dù）和（hé）熱強性。在生產大型鈦合金鍛件時，要特別注意控製變形溫度和變形速率（lǜ），特別是對於β鍛的（de）鍛件，防止鍛件在變（biàn）形過程中心部因變形能集聚引起溫度（dù）陡（dǒu）升，造成鍛件心部產生過熱組織，即形成清晰晶或粗大的單個晶（jīng）粒，引起抗拉強度和疲勞性能的（de）顯著惡化（huà）。

在（zài）鈦（tài）合金鍛件質量檢（jiǎn）驗及控製（zhì）方麵，雖（suī）然出現硬α夾雜物、裂紋和孔洞等缺陷的概率極（jí）低，但是一旦出（chū）現就有可能造成重大（dà）的飛機失效事件，必須（xū）嚴格控製鈦合金零件內在（zài）缺（quē）陷，而超聲檢測是檢出鈦合（hé）金各類缺陷的最有效手段。我國各主要鈦材（cái）生產商近年來建立了鈦合金大規（guī）格棒材的水浸超聲檢測裝置，通過分（fèn）區聚焦超聲檢測，可以顯著提高檢測（cè）靈敏度，從而（ér）提高了（le）缺（quē）陷的檢出能力。大部分鍛件生產商建立了適用於軸對稱的發動機盤類（lèi）鍛件水浸（jìn）超聲檢測裝置，可實現鍛件的自動化和數字化超（chāo）聲檢測，並通過與接觸法探傷相互配合使用（yòng），提高缺陷的檢出能力。鈦（tài）合金α＋β兩相區充分變形得到的球狀（等軸）組織雜波低，容易（yì）檢出缺（quē）陷；而β鍛或β熱處理得到的片狀組織或網籃組織（zhī），雜波高，易掩蓋（gài）缺陷反射波，降低檢測的準確性（xìng）。因（yīn）此，對於（yú）需要β加工的鍛件，應在α+β兩相區鍛的坯料狀態進行超聲檢測。另外，在關鍵鈦合金零件加工過程中，采用表麵腐蝕（shí）、X射線、表麵藍色（sè）陽極化、表麵熒光滲透、渦流檢測等，提（tí）高零件表麵和（hé）內部缺陷的檢出率。當然，航空級特別是發動機轉子級鈦合金，其相應的原材料海綿鈦也要求是航空級或者是轉子級的，並對其熔煉工藝及（jí）過程控製（zhì）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（háng）空鍛件的經驗外，其餘（yú）大部分企業在生（shēng）產航空鍛件方麵處（chù）於起步階（jiē）段，生產技術和經驗有待於積累和提（tí）高，借助於靈活的（de）人力資源和設備技術等後發優勢，在國家軍民融合的大背景下，將會迅速成長為具有強大市場（chǎng）競爭力的骨幹企業。

優質鈦合金原材料（liào）及鍛件（jiàn）標準建設

十餘年來，我國在鈦合金的（de）熔煉、鍛造、熱處理、機械加工等方麵的裝備能力和工藝技術得到了長足進步，為生產大型鈦合金飛機框、梁、起（qǐ）落架結構件和航（háng）空發動機盤、葉片、機匣鍛件提供了良好的設（shè）備條件和工藝基礎。飛機和航空發（fā）動機（jī）的安（ān）全使用在很大程度（dù）上受製於原材料及鍛件的冶金質量、組織（zhī）狀態、微觀織構及力學性能等，原材料及鍛件的質量除受製（zhì）造工藝和設備條件所限外，質量控製的主要手段是通過建立相（xiàng）應的材料和鍛件標準、熱工藝和檢驗標準等。我國航空鈦合金材料從研（yán）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標準和工藝規範，如企業標準、型號標準、航空標準（zhǔn）、國軍標等，作為材料或鍛件生產和驗收的依據。

我國在（zài）役的大部（bù）分鈦合金材料以引進國外牌號為主。因此，在製定材（cái）料標準和鍛件標準時（shí），基本上是（shì）以參考或等效采用國外相關標準的技術要求和規定為主。在應（yīng）用材料或鍛件標準時，經常（cháng）會遇到在化學成分範圍控製、雜（zá）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（néng）指標要求等條款的（de）理解和（hé）實際操作產生歧義的情況。

隨著（zhe）我國航空裝備的建（jiàn）設，所用的鈦合金鍛（duàn）件趨向於大型化、整（zhěng）體化、精密化和低成本化，相應所需的原材料規格和尺寸也不斷加大，某（mǒu）些規格尺寸和重量已（yǐ）超出了目前標準規定的範圍極（jí）限，如某廠正在生產的φ500mm鈦合金大棒材，而現行的標準中規定的大（dà）規格棒材最大尺寸（cùn）僅為φ350mm；某（mǒu）型號鈦合金風扇盤鍛件的（de）重量接近了500kg，尺寸大，截麵厚，已大大超越以往生產的鈦合金盤鍛件（jiàn）的規格。因此，對於這類（lèi）超大規格的鈦合金棒材和超（chāo）大尺寸的（de）鈦合金鍛（duàn）件，如何對（duì）其高低倍組織、力（lì）學性能、超聲波探傷等技（jì）術要求做出科學合理且適度的規定，尚需針（zhēn）對性地加大研究工（gōng）作，積累數據和經驗，不斷完善、補充和修訂材料及鍛件標準。

結束語

中（zhōng）國的鈦工（gōng）業經（jīng）過60餘年的發展，具備了生產（chǎn）海綿鈦、鈦加工材、鍛件完整的生產設備和工藝技術，目（mù）前已成為（wéi）世界（jiè）第一大鈦生產國（guó）和消費國。在國家大（dà）飛機、兩機專項等新型航空裝（zhuāng）備發展驅動下，我國裝備了（le）世（shì）界上最大和最先進的各類鍛造設備，可生產大型鈦合金模鍛件、環軋件及葉片精（jīng）鍛件。在生（shēng）產大型鈦合金（jīn）鍛（duàn）件時，應關注相關的工藝技術如計算機數值模擬技（jì）術、先進超聲（shēng）檢測（cè）等（děng）技術（shù），材料（liào）和鍛件工藝標準的科學合理（lǐ）規定，成分、雜質、組織、織構的合理（lǐ）控製等，提高優質鈦合金鍛件的組織均勻性（xìng）、批次穩定性及質量可靠性，同時，鍛件製造應朝著精密化、綠色（sè）方向發展，實現近淨成形，關注增材製造技（jì）術的（de）綜合應用，加強鈦殘料的回收利用，為我國航空高端裝備建設做（zuò）貢獻。