BT3-1钛合金棒材是航空、航天用钛合金材料,其主要应用于压气机盘、叶片等关键领域,由于该钛合金能够在400℃以上稳定工作,所以也作为高强合金用来制造各种承力件。目前我国对该合金的熔炼和锻造生产工艺技术还不够成熟稳定,较国外的技术水平存在差距。在实际的规模化、批量化生产过程中存在较多问题。本文从BT3-1钛合金的熔炼、锻造过程中存在的若干关键性技术问题着手,有针对性地对钛合金的熔炼和锻造工艺进行设计,并对各种规格产品的组织、性能等进行分析。主要的研究成果如下:(1)本文以航空航天工业材料需求为背景,系统研究BT3-1钛合金熔炼过程,并对其熔炼时容易出现偏析等现象进行分析。通过方案对比的方式,确定底部中间合金富集层在电极中心布料工艺比传统的对焊布料工艺对成品铸锭中合金元素的均匀性得到很好的提升,有效的避免了偏析现象出现。(2)采用4500T快锻机、1600T液压机、200T精锻机,分别进行开坯锻造、精锻成型、轧制成型等工艺加工。通过方案对比,确定了采用多向镦拔锻造工艺比传统的方镦方拔工艺对成品钛合金棒材在高低倍组织,晶粒均匀等轴化,无损探伤检测等性能方面有较好的改善和提升,解决了钛合金棒材心部、1/2R、边部组织结构、性能等差异性过大的问题。(3)研究了Φ350/Φ120/Φ35/Φ12mm BT3-1钛合金棒材在室温性能、断裂韧性、高低倍组织、冲击韧性、持久性能以及无损检测等方面得变化规律,以及差异化原因。基于BT3-1钛合金棒材生产过程的系统研究,全面掌握了复杂合金的混料、熔炼、组织演变规律,为同类合金棒材、锻件的工艺设计提供了技术保障,同时为我国在相关钛合金棒材、锻件的研究和生产方面积累了宝贵经验。