鍛造プロセスを理解する前に、まずチタン合金の独特の特性を理解する必要があります。それが鍛造の難しさと特殊性を決定します。
1.高い比強度（強度/密度比）：チタン合金の強度は特定の鋼に近いですが、密度は鋼の60％にすぎず、これがチタン合金の最大の利点です。
2. 優れた高温性能: アルミニウム合金の強度は 200 度を超えると急激に低下しますが、400 ～ 550 度でも高い強度を維持できます。
3. 強い耐食性：表面は緻密で安定した酸化皮膜を形成しやすく、大気、海水、各種化学媒体に対して優れた耐食性を持ちます。
4. 高い化学活性: これは鍛造の中心的な課題です。高温（特に 800 ℃以上）では、チタンは空気中の酸素、窒素、水素と反応します。
酸素吸収: 表面に硬くて脆い酸化皮膜 (ケース) が形成されると、部品の疲労強度と靭性が低下する可能性があります。
水素の吸収: 水素脆化を引き起こし、材料の可塑性の低下につながる可能性があります。
5. 熱伝導率が悪い：チタンの熱伝導率は鉄の約1/5、アルミニウムの約1/15です。そのため、鍛造加熱時にビレット内部と外部との温度差が大きくなり、熱応力が発生しやすくなります。鍛造変形中、熱は容易に放散されず、局所的な過熱が発生し、変形ゾーンに集中して許容鍛造温度を超える可能性があります。
6. 高い変形抵抗と狭い塑性範囲：チタン合金は室温での強度が高く、変形しにくいです。鍛造は特定の温度範囲内で行う必要があります。温度が高すぎると結晶粒の粗大化（脆化）や焼き過ぎの原因となります。温度が低すぎると変形抵抗が急激に増加し、クラックが発生する可能性があります。
チタン合金の鍛造は通常、次の重要な手順に従います。
1. 材料の切断
通常、加熱鍛造時の亀裂の伝播を防ぐため、端面をバリや亀裂のない平坦な状態に仕上げるためにバンドソーや旋盤を使用して切断します。
2. 加熱
これは最も重要な準備プロセスです。
加熱温度：合金グレードに応じて厳密に決定されます。通常、相転移点 (T ) より 20 ～ 50 ℃ 低い温度 (+ ゾーン内)、または T より高い温度 (ゾーン内) で鍛造されます。 TC4 (Ti-6Al-4V) などの一般的に使用される合金の鍛造温度範囲は約 900 ～ 950 ℃です。
3.加熱設備：電気炉またはガスシールド炉を使用してください。ガス汚染を最小限に抑えるために、雰囲気制御炉または真空炉を優先的に推奨します。通常の抵抗炉を使用する場合は、還元性雰囲気を避けるため（水素化を防ぐため）、炉内をわずかに酸化性雰囲気に保つ必要があります。
4.加熱時間：ビレットのサイズに応じて決定され、ビレットの内部と外部の温度が均一になります。熱伝導率が悪いため、通常鋼よりも加熱時間が長くなります。
