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随着航空工业的迅速发展，钛合金材料的利用及锻造工艺的运用在飞机制造中起到了越来越重要的作用。TC18钛合金作为一种重要的高强韧钛合金，主要用于制造飞机大型承力结构件、起落架部件等。
目前的实际生产中，TC18钛合金准β锻时的变形量对锻件的性能有着至关重要的影响，但并没有一个非常清晰的认识，因此本文首先模拟实际工况进行锻造实验，并确定其最优准β锻变形量。同时，在实际的生产过程中，缺乏对TC18钛合金成型过程中相关共性问题总结，因此，对其预锻件设计规律和相关工艺参数对其影响规律总结是具有实际意义的。本文的主要内容及结论如下：
①在现有的实验设备(缩尺比模具、热处理炉、液压机等)条件下，借助有限元模拟仿真，确定基本的实验方案(坯料尺寸、下压量、加热时间、取样方式等)，在锻后获得9%~18%、25%~33%，45%~50%(等效应变区间0.1~0.2，0.3~0.4，0.6~0.7)三个水平的变形量，并根据锻后的锻件尺寸，确定相关力学性能试验方案。
②进行相应的力学性能试验，分析准β锻变形对TC18锻件影响规律：随着变形量的逐渐增加，TC18锻件的断裂韧性逐渐降低，延伸率逐渐升高，屈服强度、抗拉强度、冲击韧性则变化不大。因此，使得TC18获得最优综合力学性能的变形量为25%~33%(等效应变区间0.3~0.4)。
③对某航空用TC18钛合金锻件进行锻件工艺性分析，确定其工艺方案为自由锻制坯、预锻、终锻；借助有限元模拟，以变形均匀性为主要目标，进行预锻件设计及优化。优化后的预锻件在三个典型截面区域有效等效应变区间(0.2~0.5)占比及最优等效应变区间(0.3~0.4)占比大幅提高；借助有限元模拟，以工艺一致性与稳定性高、材料利用率高为综合目标，对预锻坯料进行设计与优化，并确定最终坯料尺寸。
④以前述锻件的某U形截面为典型截面，分析了软包套工艺、摩擦系数、模具下压速度和终锻模具模口圆角对TC18锻件准β锻变形均匀性的影响：软包套工艺的使用会降低锻件的变形均匀性；摩擦系数及模具下压速度过大或过小都会降低锻件的变形均匀性；随着模口圆角的减少，锻件模口区域变形情况急剧增大，锻件变形均匀性降低。
⑤根据TC18钛合金锻件的结构特点，将这一类材料的锻件结构划分为三个区域：试料区区域，U形、H形等形状截面高筋、薄腹板区域，高度很高、厚度很厚筋条区域；分析三个区域在那些位置最易出现变形不均匀性，以及相应的解决方法；以变形均匀性为主要目标，总结TC18钛合金预锻件设计规律。
目前的实际生产中，TC18钛合金准β锻时的变形量对锻件的性能有着至关重要的影响，但并没有一个非常清晰的认识，因此本文首先模拟实际工况进行锻造实验，并确定其最优准β锻变形量。同时，在实际的生产过程中，缺乏对TC18钛合金成型过程中相关共性问题总结，因此，对其预锻件设计规律和相关工艺参数对其影响规律总结是具有实际意义的。本文的主要内容及结论如下：
①在现有的实验设备(缩尺比模具、热处理炉、液压机等)条件下，借助有限元模拟仿真，确定基本的实验方案(坯料尺寸、下压量、加热时间、取样方式等)，在锻后获得9%~18%、25%~33%，45%~50%(等效应变区间0.1~0.2，0.3~0.4，0.6~0.7)三个水平的变形量，并根据锻后的锻件尺寸，确定相关力学性能试验方案。
②进行相应的力学性能试验，分析准β锻变形对TC18锻件影响规律：随着变形量的逐渐增加，TC18锻件的断裂韧性逐渐降低，延伸率逐渐升高，屈服强度、抗拉强度、冲击韧性则变化不大。因此，使得TC18获得最优综合力学性能的变形量为25%~33%(等效应变区间0.3~0.4)。
③对某航空用TC18钛合金锻件进行锻件工艺性分析，确定其工艺方案为自由锻制坯、预锻、终锻；借助有限元模拟，以变形均匀性为主要目标，进行预锻件设计及优化。优化后的预锻件在三个典型截面区域有效等效应变区间(0.2~0.5)占比及最优等效应变区间(0.3~0.4)占比大幅提高；借助有限元模拟，以工艺一致性与稳定性高、材料利用率高为综合目标，对预锻坯料进行设计与优化，并确定最终坯料尺寸。
④以前述锻件的某U形截面为典型截面，分析了软包套工艺、摩擦系数、模具下压速度和终锻模具模口圆角对TC18锻件准β锻变形均匀性的影响：软包套工艺的使用会降低锻件的变形均匀性；摩擦系数及模具下压速度过大或过小都会降低锻件的变形均匀性；随着模口圆角的减少，锻件模口区域变形情况急剧增大，锻件变形均匀性降低。
⑤根据TC18钛合金锻件的结构特点，将这一类材料的锻件结构划分为三个区域：试料区区域，U形、H形等形状截面高筋、薄腹板区域，高度很高、厚度很厚筋条区域；分析三个区域在那些位置最易出现变形不均匀性，以及相应的解决方法；以变形均匀性为主要目标，总结TC18钛合金预锻件设计规律。