鈦及鈦合金材料具有低密度、輕質(zhì)量、高比強度、低溫性能和高溫性能良好、抗蝕性能優(yōu)異等諸多優(yōu)點。隨著鈦及鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，鈦及鈦合金型材從小到眼睛架、表鏈，大到航空、航天、海洋、化工等領(lǐng)域均已成熟應(yīng)用。鈦及鈦合金因易受H、O、N等氣體元素污染、加工抗力大、熱成型溫度范圍窄等原因，生產(chǎn)大規(guī)格、變斷面型材的難度較大，生產(chǎn)成本較高。

目前，我國主要以機械加工的方式生產(chǎn)部分異型材和變斷面鈦合金型材，導(dǎo)致加工量巨大，金屬利用率低下，資源浪費嚴(yán)重。相比而言，利用在封閉擠壓筒中進行的熱擠壓工藝成為一種生產(chǎn)鈦合金型材的先進方法 。

1 鈦及鈦合金型材現(xiàn)狀

1.1 俄羅斯

俄羅斯對鈦及鈦合金型材開展了大量工作，從1953年開始研發(fā)航空發(fā)動機隔框型材、翼翅型材和壁板等各種鈦合金型材。早在1965年就建立了以玻璃潤滑劑為基礎(chǔ)生 產(chǎn) 0T4（Ti-4Al-1.5Mn）、OT4-1（Ti-2Al-1.5Mn）、BT3-1（Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si）、BT6（Ti-6Al-4V）和BT8（Ti-6.5Al-2.53.3Mo-0.3Si）等鈦合金型材的熱擠壓工藝。擠壓薄壁型材主要有0T4（Ti-4Al-1.5Mn）、OT4-1（Ti-2Al-1.5Mn）、BT5（Ti-5Al）、BT14（Ti-5Al-3Mo-1V）等鈦合金材料，擠壓變斷面型材主要有BT3-1（Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si）、BT20（Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr-0.15Si）、BT22（Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）等高強度鈦合金材料，鈦合金型材典型力學(xué)性能。

俄羅斯對鈦合金型材的研究結(jié)果表明，采用拉伸方法精整擠壓薄壁型材可使型材表面質(zhì)量提高一級，尺寸公差減小三分之一 ；采用階段變斷面型材的擠壓工藝可使金屬利用率提高一倍，并使機加量減少五分之四 。

1.2 美國

從1948年鈦金屬的工業(yè)化生產(chǎn)開始，1950年美國首次在F-84戰(zhàn)斗機上用鈦合金制作隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩、機尾罩等非承力構(gòu)件后，伴隨著鈦金屬的工業(yè)化發(fā)展美國利用熱擠壓成型技術(shù)開始了鈦合金型材的應(yīng)用研究，特別是從1954年第一個實用型鈦合金Ti-6Al-4V研制成功后美國鈦工業(yè)開始了快速發(fā)展。

在鈦及鈦合金型材的研究方面，早在1968年就形成了航空用鈦及鈦合金型材的專用生產(chǎn)規(guī)范，主要有CP-1、CP-2、CP-3、CP-4、A-1（Ti-5Al-2.5Sn）、A-2（Ti-5Al-2.5Sn ELI）、A-4（Ti-8Al-1Mo-1V）、AB-1（Ti-6Al-4V）、AB-2（Ti-6Al-4V ELI）、AB-3（Ti-6Al-6V-2Sn）、AB-4 （Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo）等鈦合金材料，目前，美國RMI公司掌握著大規(guī)格鈦合金型材的領(lǐng)先生產(chǎn)水平，生產(chǎn)的鈦合金型材廣泛用于航空、航天、石油化工等領(lǐng)域。鈦及鈦合金型材典型力學(xué)性能要求。

1.3 中國

1971年寶鈦集團有限公司從德國引進3150t臥式擠壓機投產(chǎn)開始，我國進行了鈦合金熱擠壓工藝技術(shù)的研究，可擠壓出簡單斷面的多種鈦合金型材。2009年寶鋼特鋼從德國引進了6000t擠壓機，提升了我國熱擠壓鈦合金型材的生產(chǎn)裝備水平。

2011年航空工業(yè)領(lǐng)域?qū)C4型材的冷拉技術(shù)進行了創(chuàng)新性試驗，并初步取得了成功。2014年寶鈦集團有限公司在3150t臥式擠壓機上成功擠制出TC4“T”型鈦合金型材，突破了航空航天用TC4鈦合金型材及零件研制中的多項關(guān)鍵技術(shù)難題，并研制出型號工程用鈦合金型材。

目前，我國對鈦合金型材的研制生產(chǎn)主要集中在TA7（Ti-5Al-2.5Sn）、TA15（Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr-0.15Si）、TC2（Ti-4Al-1.5Mn）TC4（Ti-6Al-4V）、TC10（Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe）等鈦合金材料，并獲得了實際應(yīng)用。

2 我國鈦及鈦合金型材研制中存在的問題

（1）從上世紀(jì)七十年代開始我國對鈦及鈦合金型材熱軋工藝和熱擠壓工藝進行了探索性研究，相比國外在上世紀(jì)六十年代已掌握熱擠壓鈦合金復(fù)雜斷面型材的生產(chǎn)技術(shù)，我國長期以來主要集中在“L”、“T”和“U”型等簡單斷面鈦合金型材的研究中。

（2）從我國對鈦及鈦合金產(chǎn)品的研究過程中，可以看出在近年來才對型材生產(chǎn)工藝的研究較為活躍，也首次開創(chuàng)了冷拉型材的工藝試驗，但因鈦合金材料屈強比和變形抗力較大等原因還存在較多工藝難題。

（3）我國雖然已掌握了部分鈦合金型材的生產(chǎn)技術(shù)，但至今未形成鈦及鈦合金型材的生產(chǎn)規(guī)范，長期缺乏規(guī)范的技術(shù)要求和一致的質(zhì)量檢驗，致使鈦及鈦合金型材的產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，也缺乏應(yīng)用市場的競爭力。

3 結(jié)語

（1）鈦合金型材作為一種近終形的半成品零部件，加工余量少結(jié)構(gòu)效益高，綜合性能優(yōu)異，具有很大的市場潛力。

（2）目前我國民用的部分鈦合金型材可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，但對服役 條件苛刻的航空、航天用鈦合金型材主要依靠進口，易受各種條件的制約。隨著我國航空、航天工業(yè)的快速發(fā)展，對關(guān)鍵件所需鈦合金型材的批量生產(chǎn)急需建立穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝，制定統(tǒng)一的生產(chǎn)規(guī)范和質(zhì)量判定的檢驗要求。

（3）我國應(yīng)在已掌握部分簡單斷面鈦合金型材生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對復(fù)雜斷面鈦合金型材熱擠壓變形中的潤滑條件、金屬應(yīng)變狀態(tài)和流向行為等進行重點研究。

（4）近年來，我國在鈦合金研制方面熱衷于開發(fā)新合金拓展新工藝，但對老牌鈦合金性能潛力的持續(xù)挖掘明顯不足，在產(chǎn)品開發(fā)升級的過程中會遇到各種難題，對其綜合性能的控制也有不足之處。