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钛合金由于具有低密度、高比强、耐高温、抗腐蚀及无磁性等优异的综合性能，使其成为当代航空航天领域最具前途的金属结构材料之一。随着钛合金的大量应用，其冶金质量问题也日益引起业界人士的广泛关注，于是钛合金的冶金质量显得越来越重要。

目前工业钛合金80%以上以变形钛合金使用，如锻件、锻棒及轧制型材等形式。锻造变形是保证钛合金材料获得理想组织与性能的最主要手段，但是不正确的锻造工艺往往会使钛合金产品出现一些不理想的组织和冶金缺陷，从而恶化其力学性能，给钛合金产品的正常使用造成潜在危害，同时给生产及使用厂家造成大量浪费，故研究分析各种钛合金锻造缺陷的形成机理，并采取有效预防措施具有十分重要的价值。

某批次T C17钛合金模锻件进行显微组织观察时，发现其网篮组织中存在一定的大块状α相（俗称粗大α块）见图3。该TC17钛合金模锻件是采用亚β锻造工艺生产的（相变点上40℃加热模锻，锻后空冷），期望得到显微组织是均匀一致的网篮组织。

这种粗大α块又称大白块，与网篮组织中细小的正常α条相比，在形态上表现为粗大、不均匀，由晶界向晶内生长，很少出现交错现象，其晶界面比较粗糙，凹凸不平，而正常α条的晶界面比较平滑。研究证明，这种粗大α块的显微硬度要比正常α条低约l0%，致使合金塑性与热稳定性能下降，影响了锻件质量，所以必须防止在钛合金中出现这种不均匀组织。钛合金在熔炼凝固过程中，由于各类合金元素的平衡分配系数≠1，致使后凝固的晶界处有α稳定元素富集与偏析，所以在其富集处α相首先析出，并沿晶界向晶内生长，从而形成了粗大α块，微区成分偏析是产生这种不均匀组织的根本原因。

微区成分结晶偏析是由于平衡分配系数k0>1或k0<1造成的，合金先后结晶区域溶质浓度不同形成的偏析属于正常偏析，这种偏析很难完全避免，但可用适当措施加以控制。一方面通过改进优化铸锭熔炼工艺参数加以控制，另一方面通过适当的锻造工艺加以改善消除。锻造工艺方面，首先在其铸锭开坯锻造时，采用适当的高温均匀化处理，对于铸锭柱状组织区域的微观晶内枝晶偏析通过均匀化退火或变形再结晶改善和消除；其次在合金坯料及成品模锻过程中采用适当的锻后冷却方式加以控制，抑制其显微组织中出现粗大α块。上述TC17钛合金锻件在亚β模锻后，采用空冷是其出现粗大α块的诱因，锻后冷却速度慢，过冷度小，形核率低，因而α相有足够时间长大形成粗大α块。

亚β 锻后采用快冷（水冷或油冷）可明显减轻或抑制粗大α块出现，加快冷却速度、增加过冷度，可提高α相形核率，尽管局部区域存在合金元素偏聚，具备生长粗大α块的条件，但α相还没来得及长大与兼并，整个组织的相变过程已经结束了，控制冷速可以显著改变析出α相形态与分布规律。锻后水冷或油冷将锻造产生的晶体缺陷（位错、亚晶）和位错密度增加的变形组织全部或部分固定到室温，为随后热处理过程中再结晶增加了大量的结晶核心，在随后热处理时，β相的析出机制由空冷条件下的感生形核机制变为独立形核方式，得到细小、混乱、交织的条状初生α和次生α，这种组织可以显著提高合金的综合性能。