高質量的航空鍛件主要有航空發（fā）動機風扇和壓氣機係統的（de）盤（pán）、機匣、整體葉（yè）盤、盤軸、葉（yè）片鍛件以（yǐ）及飛機結構的框、梁、接頭、起落架鍛件等。隨（suí）著航空發動機（jī）和飛機結構設計的技術進步，航空鍛件向大型（xíng）化（huà）、整體化、精密化方向發展，推動著鍛壓設備及其配（pèi）套（tào）裝備的發展與技術進（jìn）步。為適應優質精密航空鍛件及難變形材料的鍛造需要，發展了如等溫鍛造、熱模鍛造、分段鍛造等新工藝技術及相應的模（mó）具設計製造和（hé）質量控製技術。

航空係（xì）統內從事航空大、中、小型（xíng）鈦合金鍛件的生產企業主要（yào）有：中航重機旗（qí）下的陝西宏遠、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（jī）和發動機公司。在航空係統（tǒng）內部，大型鈦合金鍛件生產用的模鍛（duàn）設備除專業化鍛造廠有80～100MN液壓機外（wài），近（jìn）年來，陝西宏（hóng）遠裝備了（le）一台200MN等溫鍛壓機和200MN離合器式電（diàn）動（dòng）螺旋壓（yā）力機，其中200MN等溫鍛壓機具有“恒應變速率”控製功能和雙工作台，工（gōng）作台（tái）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，普通熱模鍛時滑塊速度可（kě）控製在（zài）0.5～10mm/s；200MN電動螺旋壓力機在精密化、數（shù）字（zì）化（huà）、智能化方麵有了長足進步，最大打擊能力（lì）達到360MN，尺寸控製精度達到±0.6mm，可控（kòng）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（bèi）了（le）一台250MN等溫鍛+模鍛壓機（jī），可用於難變形材料大（dà）型鍛件的等溫鍛生產。同時，貴州安大擁有多條係列環形件生產（chǎn）線，可（kě）以實現鈦合金、高溫合金等（děng）難變形材料複雜異形截麵環件的（de）精密軋（zhá）製（zhì）。

航空係統外（wài）從事航（háng）空（kōng）鈦合金鍛件特（tè）別是（shì）大型鍛件生產的國有企業主要有二（èr）重萬航、無錫透平，建立了用於大型飛機結構件、大型發動機風扇葉片和（hé）盤鍛件用的鍛造設備，如二重萬航的800MN模鍛（duàn）壓機（jī）和具多向模（mó）鍛功能的（de）200MN等溫鍛壓機、無錫透平（píng）的355MN離合器式螺旋壓力機。

十餘年內我國湧現了一（yī）大批從事航空鍛件生產的民營企業，裝備了先（xiān）進的鍛壓設備，如南山鍛造、三角防務、昆侖重工、中鈦青鍛、貴州航（háng）宇、無錫航亞、無錫派（pài）克等。這些企業裝備了大噸位的模鍛和環軋設備，並配套了（le）相應的（de）製坯自由鍛壓機。如（rú）南山鍛造500MN和125MN模鍛壓機，三角（jiǎo）防務400MN模鍛壓機和在建的300MN等溫鍛+模鍛壓機，昆侖重工300MN模鍛壓機，中鈦青鍛680MN多功能壓機(具有模（mó）鍛和擠（jǐ）壓雙重功能)，可生（shēng）產航空發動機（jī）和飛機（jī）大型結構件鍛（duàn）件。貴州航宇4.5m環軋機(徑向（xiàng）/軸向壓力（lì）分別為700/700t)及相應脹形（xíng）設備、無錫（xī）派克的（de）先進環軋設備均配置了（le）自動控製係統，為生產（chǎn）優質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高環件的尺寸精度，並提高材料利（lì）用率（lǜ），脹形會改變環件內部殘餘應（yīng）力的大（dà）小和方向（xiàng），促進殘餘應力的（de）均勻分布。無錫航亞具（jù）備生（shēng）產鈦合金精鍛葉片的全套裝備和技術能力，除配合國內重點型號發動機葉片（piàn）生產（chǎn）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（dà）涵道（dào）比航空發動機朝（cháo）“大（dà）風扇、小心髒”方（fāng）向發展（zhǎn），致使風（fēng）扇部件如風扇盤和風（fēng）扇葉片的尺寸相應增大，高推重（chóng）比軍用（yòng）航空發動機的整體葉盤(blisk)和整體葉環(bling)等整體輕量化（huà）結構設（shè）計，這些設計變化對相（xiàng）應的鈦合（hé）金鍛（duàn）件的控形(尺寸精密化)和（hé）控性(低（dī）倍（bèi）流線、顯（xiǎn）微組織、組織均（jun1）勻性、微織構、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（dào）精確控形，又要做到（dào）精（jīng）確控性（xìng）。

為了改善鈦（tài）合金（jīn）模鍛（duàn）件的低倍流線和組織均勻性，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（dòng），某些（xiē）關鍵的（de）航空發動機（jī）和飛機鈦合金鍛件，如航（háng）空發動機用TC11、TC25、TC17、Ti60鈦合金盤類件和整體葉（yè）盤鍛件及（jí）直（zhí）升機用TB6鈦合金槳轂鍛件等，采用等溫模鍛成形或近等溫模鍛成形技術，通過鍛件的精化以實現“綠色（sè）”鍛造，節省寶貴的鈦資源（yuán），降（jiàng）低生產成本。為了提高鈦合（hé）金零件的損傷容限性能，某些TC17(Ti-17)、TC19(Ti-6246)鈦合金盤（pán）鍛件采用了（le）β模鍛工藝，得到網籃組織狀態使用。對於一些厚大截麵的鍛件，如TC4鈦合金風扇盤鍛件，采用強韌化熱處（chù）理（lǐ）代替傳統的（de）普通退火，以提高鍛件的強度和熱強性。在生產大型鈦合金鍛（duàn）件時，要特別（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，防止鍛件在變形過程中心部因變形能集聚引起溫度陡升，造成鍛件（jiàn）心部產生過熱組織，即形成清晰晶或粗大的單個晶粒，引起抗（kàng）拉強度和疲勞性能的顯著惡化。

在鈦合金鍛（duàn）件質量檢驗及控製方麵，雖然出現硬α夾雜物、裂紋和孔洞等缺陷的概率極低（dī），但是一旦出現就有可能（néng）造成重大的飛機失效（xiào）事件，必須嚴格控製鈦合金零件內在缺陷，而超聲（shēng）檢測（cè）是檢（jiǎn）出鈦（tài）合金各類缺（quē）陷（xiàn）的最有效手段。我國各主要鈦材生產商近年來（lái）建立（lì）了鈦合金大規格棒材的水浸超聲檢測（cè）裝置，通過（guò）分區聚焦超聲檢測（cè），可以顯（xiǎn）著提高檢測（cè）靈敏度，從而提高了缺陷的檢出能力。大部分鍛件生產商建立了適用於軸對稱的發（fā）動機盤類鍛（duàn）件水浸超聲檢測裝置（zhì），可實現鍛（duàn）件的自動化和數字化超聲（shēng）檢測，並通過與接觸法探傷相互配合使用，提高缺陷的檢出能力。鈦合金α＋β兩相區充分變形得到的球狀（等軸）組織雜波低，容易檢出缺陷；而（ér）β鍛或β熱處理（lǐ）得（dé）到的片狀組織（zhī）或網籃組織，雜波高，易掩蓋缺陷反射波，降低（dī）檢測的準確性（xìng）。因此（cǐ），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（chéng）中，采用表麵腐蝕、X射線、表麵藍色陽（yáng）極化、表（biǎo）麵熒光滲透、渦（wō）流（liú）檢測等，提高零件表麵和內部（bù）缺（quē）陷的（de）檢（jiǎn）出率。當然，航空級特別是發動機轉（zhuǎn）子級鈦合金，其相應的原材料海綿（mián）鈦也要求（qiú）是航空級或（huò）者是轉子級的，並對其熔（róng）煉工藝及過程控製提出了嚴苛（kē）要（yào）求。

上述企業中，除（chú）傳統的幾個航空企業（yè）有五十餘年生產航（háng）空鍛件的經驗外，其（qí）餘大部分企業在生（shēng）產（chǎn）航空鍛件方麵處於起步階段，生產（chǎn）技術和經驗有待於積累和提高，借助於靈活的人力資源和設備技術等後（hòu）發優勢，在（zài）國家軍民（mín）融合的（de）大背景下，將會迅速成長為具有強大市（shì）場競爭力的骨幹企業。

優質鈦合金原材料及鍛件標（biāo）準建設

十餘年來，我國在鈦合金（jīn）的熔煉、鍛造、熱處理、機械（xiè）加工等方麵的裝備能力和工藝技術得到了長足進步，為（wéi）生產大型鈦合金飛機（jī）框、梁、起（qǐ）落架結構件和航空發動機盤、葉片（piàn）、機匣鍛件（jiàn）提供了良（liáng）好的設備條件和工（gōng）藝基礎。飛機和航空發動機的安全使（shǐ）用在很大程度上（shàng）受製於（yú）原材料及鍛件的冶金質量、組織狀態（tài）、微觀織構及力學性能等（děng），原材料及鍛件的質量除受製造工藝（yì）和設備條件所（suǒ）限外，質量控製的（de）主要（yào）手段是通過（guò）建立相應的材料和鍛件標準、熱工藝和檢驗標準等。我國航空（kōng）鈦合金（jīn）材料從研製（zhì）階段過渡到（dào）生產階段的過（guò）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（qǐ）業標準、型號標準、航空（kōng）標準、國軍標等（děng），作為材料或鍛件生產和驗收（shōu）的依據。

我國（guó）在役的大部分鈦合金材料以引進國（guó）外牌號為主（zhǔ）。因此，在製定材料標準和鍛件標準時，基（jī）本上是以參考或等效采用國外相關標準的技術要求和規定為主。在應用材料（liào）或鍛件標準時，經常會遇到在化學成分範圍控製、雜質元（yuán）素含量控製、熱（rè）工藝製度、高低倍組織、超聲（shēng）檢測、力（lì）學性能指標要求等條款的（de）理解（jiě）和實際操作產生歧義（yì）的情況。

隨著我國航空裝備的建設，所用的鈦合金鍛件趨向於大型化、整（zhěng）體化（huà）、精（jīng）密化和低成本化，相應（yīng）所需（xū）的原材料規格和尺寸也不斷加大，某些規格尺寸和重量（liàng）已超出了目（mù）前標準規定的範圍極限，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（zuì）大（dà）尺寸僅為φ350mm；某型號鈦（tài）合金風扇盤鍛件的重量接近了500kg，尺寸大，截麵厚，已大（dà）大超越以往（wǎng）生產的鈦合金盤鍛件的規（guī）格。因此，對（duì）於（yú）這類超大（dà）規格的鈦合金棒材和超大尺寸（cùn）的鈦合金鍛件，如何對其高低倍組織、力學性能、超聲波探傷等技（jì）術要求做出科學合理（lǐ）且適度的規定，尚需針對（duì）性地加大研究工作，積累數（shù）據和（hé）經驗，不斷完善、補充和修訂材料及鍛件標準。

結束語

中國的鈦工業經過60餘年的發展，具備了生產海綿（mián）鈦（tài）、鈦加工材、鍛件完整的生產設（shè）備和工藝技（jì）術，目前（qián）已成（chéng）為世（shì）界第一大鈦生（shēng）產國（guó）和消費國。在國家大飛機、兩機專項等新型（xíng）航空（kōng）裝備發展驅動下，我國（guó）裝備了世界上最大和最先進的各類鍛造設備，可生產大型鈦合金模鍛件、環軋件及葉片精鍛件。在生產大型（xíng）鈦合金鍛件時，應關注相關的工藝技術如計算機數值模擬技（jì）術、先進超聲檢測等技術，材料和鍛件工藝（yì）標準的科學合理規定（dìng），成分、雜質、組織、織構的合理控製等，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，同時，鍛件製造應（yīng）朝著精密化、綠（lǜ）色方向發展，實現近淨成形，關注增材製造技術的（de）綜合應用，加強鈦（tài）殘料的回收利用，為我國航空高（gāo）端裝備建設做貢獻。