TC21钛合金是一种高强韧、高损伤容限的α+β型两相钛合金，其加工工艺对最终锻件的性能至关重要。

一、主要锻造工艺类型

TC21钛合金的锻造工艺主要包括‌β锻造‌、‌近β锻造‌和‌准β锻造‌三种类型‌：

β锻造‌：将坯料加热至β相变点以上进行锻造，可显著降低变形抗力，提高工艺塑性，但可能导致室温塑性下降‌。

近β锻造‌：在接近相变点的温度下锻造，旨在平衡强度与塑性，但工艺控制难度较大‌。

准β锻造‌：在Tβ+10℃~30℃下进行模锻，变形量控制在30%~50%，后续通过固溶和时效热处理优化组织性能，是TC21锻件的主流工艺‌。

二、关键工艺参数

1、加热温度‌：

β锻造：Tβ+20℃以上‌。

准β锻造：Tβ+10℃~30℃。

需控制Al含量在6.2%~6.9%以优化性能‌。

2、变形量‌：

模锻变形量一般为40%~80%‌，准β锻造中推荐30%~50%‌。

3、冷却速率‌：

风冷冷却速率需控制在5~20℃/min，避免组织粗大‌。

三、工艺流程示例

以高强韧TC21钛合金超大型缘条模锻件为例‌：

1、模锻‌：在Tβ+10℃~30℃下进行，欠压量2~5mm，变形量30%~50%。

2、固溶处理‌：890~910℃下加热后风冷。

3、时效处理‌：560~590℃下加热后风冷。

四、性能优化与挑战

组织控制‌：通过准β锻造和热处理可获得网篮组织与等轴α混合结构，提升断裂韧性和高温性能‌。

强塑性匹配‌：需避免β锻造导致的塑性下降，近β锻造可改善但工艺难度高。

加工图指导‌：基于Murty准则的加工图显示，TC21钛合金的较佳加工区为变形温度860~910℃、应变速率0.001~0.008s⁻¹‌。

五、应用领域

TC21钛合金锻件主要用于航空结构件，需满足高强、高韧、高损伤容限要求‌。