鈦合金鍛件的組織和機械性能主要取決于變形溫度、變形速度、變形程度和鍛后的冷卻速度和熱處理等工藝參數。但鈦合金鍛件的熱處理不同于鋼鍛件,它對鈦合金鍛件的組織和機械性能不起決定性作用。鈦合金鍛件不同于其它壓力加工方法制成的半成品,其組織和機械性能不太均勻和穩定。這主要是由于每個鍛件或模鍛件中的變形工藝參數變化的幅度較寬造成的。因此,為了滿足鍛件或模鍛件達到高質暈的要求,控制鍛造工 藝參數要比其他壓力加工方法更為困難些。
變形溫度是決定鍛件或模鍛件組織和機械性能的主要因素之一。變形溫度或鍛造溫度范圍的選擇,除了考慮提髙合金的可鍛性和減小變形抗力之外,更重要的是考慮保證鍛件或摸鍛件具有良好的綜合機械性能。
鑄錠開坯或大型毛坯的初次鍛造,由于有后續鍛造或模鍛工序,它對鍛件或模鍛件的最終組織和機械性能不起決定性作用,所以,為了提高合金的塑性和減小變形抗力,使鑄造組織得到充分而均勻的鍛造,獲得細晶低倍組織,一般都在α+β/β轉變溫度以上進行鍛造。
后續鍛造或模鍛工序,特別是最后一道工序的變形溫度,則要根據鍛件或模鍛件組織和機械性能的要求,以及毛坯的原始組織和工序的變形程度確定。
變形溫度對α+β鈦合金室溫機械性能的影響,當變形溫度高于方轉變溫度時,鈦合金鍛后便具有粗大的β晶粒。變形溫度愈高晶粒愈粗大。 塑性指標(斷面收縮率和延伸率),尤其斷面收縮率的降低特別明顯。變形溫度愈高,塑性指標降低愈多。這就形成所謂之鈦合金β脆性。而且強度指標(缺口試樣抗拉強度、光滑試樣抗拉強度和屈服強度)也很不均勻,當變形溫度低于β轉變溫度時,鈦合金鍛后便具有細小的β晶粒組織。塑性隨變形溫度的降低而增高。在低于β相變溫度下進行塑性變形時,鈦合金將獲得良好的塑性和均勻的強度指標的配合。
此外,在β轉變溫度以上進行鍛造時,合金鍛后的沖擊韌性和斷裂韌性高,但分散度大;高溫持久強度和高溫蠕變抗力都高,但高溫持久強度的 分散度大。而室溫光滑試樣的疲勞極限則隨溫度(高于β轉變溫度)的升高而急劇下降;室溫缺口試樣疲勞極限,以及高溫光滑和缺口試樣的疲勞極限,則隨著溫度的升高而具有更大的分散度。