【正文】 滿足： σ＝ｋε m 式中，σ為應(yīng)力， ε為應(yīng)變， ｋ為勁度系數(shù)， ｍ為應(yīng)變速率敏感系數(shù)。 由此可知，當(dāng)鈦合金為細(xì)晶態(tài)時(shí)，在一定溫度范圍內(nèi)以較慢的速率變形，可以獲得非常大的延伸率， 其強(qiáng)度隨變形速率的下降而下降。 彈接頭材為 TC4 合金 在 800～ 900℃ 時(shí)，延伸率最大；晶粒組織越細(xì)（軋態(tài)）， 延伸率越大（最大可達(dá) 1600％ ）； 溫度升高， 強(qiáng)度降低；晶粒組織越細(xì)（軋態(tài)），強(qiáng)度越低。 與此同時(shí)，等溫鍛造還有以下一些缺點(diǎn)：模具 由特殊材料制造（鈦合金鍛造中一般用鎳基高溫合 金制造模具），費(fèi)用比普通模具高得多；需要溫度均 勻可控的模具加熱系統(tǒng)；潤(rùn)滑劑要求高，能在高溫 下充分使用；為防止工件和模具氧化，需要額外的 真空或惰性氣體保護(hù)裝置。圖片 2 的魏氏組織就是由于變形熱效應(yīng)引起的。在鍛造過程中，如果由于變形熱效應(yīng)導(dǎo)致金屬溫度超過鍛前加熱溫度，則鍛件高倍組織中初生 α 的比例將取決于鍛件的實(shí)際溫度。它通常在退火狀態(tài)下使用，由于退火溫度（一般為 800℃ ）低于鍛造加熱溫度，因此其組織和性能主要取決鍛造工藝。另外，在 900℃ 以下鈦合金在靜變形時(shí)的塑性比在沖擊變形時(shí)高一些，但在 900℃ 以上變形速度對(duì)鈦合金塑性的影響是不明顯的。 α 鈦合金 TA5 和 α+β 鈦合金 TC6 在室溫下的塑性比 α 鈦合金 TA2低，只有 22％～ 28％。按室溫下組織的不同，鈦合金可分為三類：α 鈦合金（以 TA 表示）； α+β 鈦合金（以 TC 表示）和 β 鈦合金（以 TB 表示 ）。在 885℃ 以上是體心立方晶格，稱為 β 鈦；在 885℃ 以下是密排六方晶格，稱為 α 鈦。 工業(yè)上除采用工業(yè)純鈦制造零件以外，大量使用的是鈦合金。通過本次設(shè)計(jì)，我們不僅要培養(yǎng)獨(dú)立分析問題，解決問題和開拓創(chuàng)新的能力 ,而且要掌握模具未來的發(fā)展方向，為我國(guó)的發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。 總結(jié) 在 信息化 帶動(dòng)工業(yè)化的今天，我國(guó)的鍛模設(shè)計(jì)、制造水平落后于國(guó)際水平，我國(guó)必須加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)和制造人才的培養(yǎng)，同時(shí)政府和企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)模具設(shè)計(jì)和制造發(fā)面的硬件投資，大力開發(fā)模具設(shè)計(jì)發(fā)面的軟件和健全完善專家系統(tǒng)。時(shí)效處理溫度一般為 450～ 550℃ 。通常 α 合金和（ α ＋ β ）合金退火溫度選在（ α ＋ β ） ─→β 相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下 120～ 200℃ ；固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷 ,以得到馬氏體 α′ 相和亞穩(wěn)定的 β 相 ,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到 α 相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。 常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。 鈦合金通過調(diào)整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。缺點(diǎn)是比重大，成本高，焊接性 能差，切削加工困難。可熱處理 β 合金在淬火狀態(tài)下有優(yōu)異的塑性，并能通過時(shí)效處理使抗拉強(qiáng)度達(dá)到 130～ 140kgf/mm2。 ③ β 合金含大量穩(wěn)定 β 相的元素，可將高溫 β 相全部保留到室溫。與前幾種組織相比較，魏氏體組織的綜合性能較差，但具有高的斷裂韌性、低的疲勞裂紋擴(kuò)展速率和良好的抗蠕變性能。 (α十β )鈦合金各類組織的機(jī)械性能有如下特點(diǎn) :等軸組織具有最好的綜合性能，尤其是高的拉伸強(qiáng)度、室溫塑性和優(yōu)良的疲勞抗力，而且隨著組織中等軸α相及β轉(zhuǎn)變組織的比例、形貌和尺寸的不同而有所變化。 上述的四種組織中，等軸組織屬于球狀組織，網(wǎng)籃組織和魏氏體組織屬于片狀組織，而混合組織中既有等軸結(jié)構(gòu)又有片狀結(jié)構(gòu)。 4). 魏氏體組織 魏氏體組織的特點(diǎn)是 :原始β晶界清晰完整，晶界α相非常明顯，晶內(nèi)粗大的片狀α相呈規(guī)則排列。由 (α十β )加工或混合加工，且在兩相區(qū)有較大的變形量時(shí)獲得。另外，經(jīng)過變形加工之后，再重新加熱到 (α十β )區(qū)上部溫度退火，也可獲得混合組織。 2). 混合組織 混合組織的特點(diǎn)是 :在β轉(zhuǎn)變組織的基體上分布著一定數(shù)量的等軸初生α相，等軸初生α相的含量不超過 50%。當(dāng)變形溫度低，再結(jié)晶不能進(jìn)行，或只能部分發(fā)生時(shí)，隨后再進(jìn)行再結(jié)晶退火，也可得到等軸組織，等軸化程度的大小，受變形程度、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響。片狀α經(jīng)變形后發(fā)生的晶格畸變，為其再結(jié)晶創(chuàng)造了條件，并有了形成 新晶粒的可能。等軸α是不可能從β直接轉(zhuǎn)變獲得，而只能從片狀α變化而來。 在 (α十β )鈦合金中，典型的顯微組織可以歸結(jié)為四類 :魏氏體組織、網(wǎng)籃組織、等軸組織和混合組織。 (α ＋ β) 合金有中等強(qiáng)度、并可熱處理強(qiáng)化，但焊接性能較差。 α 合金通常又可分為全 α 合金（ TA7）、近 α合金 (Ti8Al1Mo1V)和有少量化合物的 α 合金 ()。 ① α 合金含一定量的穩(wěn)定 α 相的元素，平衡狀態(tài)下主要由 α 相組成。氫在鈦中的溶解是可逆 的，可以用真空退火除去。氫在 α 相中溶解度很小 ,鈦合金中溶解過多的氫會(huì)產(chǎn)生氫化物，使合金變脆。氧和氮在 α 相中有較大的溶解度 ,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果 ,但卻使塑性下降。 ③ 對(duì)相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。 ② 穩(wěn)定 β 相、降低相變溫度的元素為 β 穩(wěn)定元素，又可分同晶型和共析型二種。合金元素根據(jù)它們對(duì)相變溫度的影響可分為三類 : ① 穩(wěn)定 α 相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為 α 穩(wěn)定元素 ,有鋁、碳、氧和氮等。 ⑤ 彈性模量低 ,熱導(dǎo)率小，無鐵磁性。但在還原性介質(zhì)，如鹽酸等溶液中，鈦的耐蝕性能較差。 ③ 耐蝕性好 ,在大氣中鈦表面立即形成一層均勻致密的氧化膜，有抵抗多種介質(zhì)侵蝕的能力。 鈦合金與其他金屬材料相比 ,有下列優(yōu)點(diǎn) : ① 比強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度／密度）高 ,抗拉強(qiáng)度可達(dá) 100～ 140kgf/mm2，而密度僅為鋼的 60％。此 外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。 60 年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。使用最廣泛的鈦合金是Ti6Al4V(TC4),(TA7)和工業(yè)純鈦（ TA TA2 和 TA3）。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8％的增長(zhǎng)速度發(fā)展。 鈦合金產(chǎn)品 及其性能組織 簡(jiǎn)介 鈦合金按組織可分三類 .(1 鈦中加入鋁和錫元素 .2 鈦中加入鋁鉻鉬釩等合金元素 .3 鈦中加入鋁和釩等元素 .)鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小 ,機(jī)械性能好 ,韌性和抗蝕性能很好 .另外 :鈦合金的工藝性能差 ,切削加工困難 .在熱加工中 ,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì) .還有抗磨性差 ,生產(chǎn)工藝復(fù)雜 . 以鈦為基加入其他元素組成的合金。 國(guó)內(nèi)等溫鍛技術(shù)的應(yīng)用 我國(guó)等溫鍛造技術(shù)的研究起步于 20 世紀(jì) 70 年 代末期，研究的成形材料主要為鋁合金和鈦合金， 目 前也在探討鎳基合金及高溫粉末坯的等溫鍛造成 型工藝，經(jīng)過 30 年的研究與實(shí)踐，在等溫鍛方面取得了一定的成果，有許多成功的應(yīng)用實(shí)例。利用有限元數(shù)值模擬，可方便的預(yù)測(cè)和控制等溫鍛過程中的溫度分布、材料流變應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變速率、模具應(yīng)力變化等參數(shù)，可在鍛造之前精確的預(yù)測(cè)鍛件最終的組織和性能，這對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量減少材料消耗、提高生產(chǎn)率及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等方面具有顯著的優(yōu) 越性。歐美、日本一些國(guó)家等溫鍛造硬件已很成熟，如溫控器、 常應(yīng)變率控制器和微型計(jì)算機(jī)的反饋系統(tǒng)等。鈦合金等溫鍛造工藝技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì) 60 年代，現(xiàn)逐漸趨于