为了得到好的塑性成形能力,航空上重要的钛合金大型盘类件在最终等温模锻前均要求组织为等轴组织。钛合金盘类件的锻造一般分为两个过程,即制坯过程和等温模锻过程。其中制取坯料的组织是否均匀决定了锻后盘类件的组织性能。因此,选用何种制坯工艺制取组织均匀、性能优越的钛合金饼材,显得尤为关键。本文通过高温压缩试验、有限元法对TC11和TA15盘类件的制坯过程进行了有限元模拟研究。基于VB等编程技术开发了模锻工艺优化平台。主要研究内容和结果如下:(1)对TC11与TA15进行高温压缩热模拟试验,建立了TC11、TA15钛合金峰值应力的本构方程。(2)通过有限元模拟软件DEFROM-3D对TC11钛合金压气机盘的制坯工艺进行了数值模拟,分析了在不同火次、不同变形阶段时锻件中的温度场和应变场。通过模拟研究得到TC11钛合金多道次镦拔的最佳镦粗比为41%。每次拔长分两次压下,每次压下量为总变形量的50%。最后一火先镦粗到210mm,将坯料翻转180°再镦粗到140mm。采用多道次反复镦拔工艺可使初始态为粗大片层态的TC11钛合金转变为均匀的等轴态,能为后续的锻造提供合格的坯料。(3)通过对TA15钛合金盘类件开坯工艺的数值模拟研究发现,在拔长时采用拔六边形能有效提高表面温度,并使其芯部温度分布更加均匀及其内部变形均匀,从而提高其组织性能的均匀性。坯料的初始高径比不要超过2,否则容易出现双鼓型等缺陷。(4)通过VB等编程技术开发了模锻工艺优化平台软件,本软件对模锻工艺的优化起到了一定的帮助作用。