钛合金锻造工艺存在以下几个关键难点:
首先是材料的高活性。钛合金在高温下化学活性很强,容易与空气中的氧气、氮气和氢气发生反应。这不仅会在材料表面形成污染层,降低材料的性能,还可能导致材料内部产生脆性相。因此,锻造过程需要在真空或者惰性气体保护的环境下进行,这对设备的密封性和气体保护系统要求很高。
其次是锻造温度范围狭窄。钛合金的始锻温度和终锻温度之间的区间相对较小。始锻温度过高会使晶粒迅速长大,导致锻件的力学性能下降;而终锻温度过低,材料的变形抗力会急剧增加,容易产生裂纹。准确控制锻造温度需要先进的加热设备和准确的温度监测系统。
再者是变形抗力大。钛合金的变形抗力远高于普通金属,这意味着需要更大的锻造压力才能使其发生塑性变形。这就要求使用高吨位的锻造设备,并且对模具的强度和韧性也提出了更高的要求,否则模具容易损坏。
还有微观组织控制复杂。钛合金锻造后的微观组织对其z终性能影响显著,不同的锻造工艺参数会产生不同的组织形态,如等轴晶和片层状组织等。要获得理想的微观组织,需要精细调整锻造比、变形速度等多个参数,这对工艺控制的要求很严格。
然后是质量检测难度大。钛合金锻件内部缺陷检测比较困难,一些微小的裂纹或夹杂在常规检测方法下可能难以发现,需要采用先进的无损检测技术,如超声波探伤、工业 CT 等,来确保锻件质量。