L'aliatge de titani es coneix com el "metall espacial" o "metall oceànic" perquè combina la resistència de l'acer amb la lleugeresa de l'alumini i funciona bé en entorns de corrosió extrema i d'alta temperatura. No obstant això, aquest excel·lent rendiment també planteja importants reptes de mecanitzat.L'aliatge de titani és inherentment "tossut": té una alta resistència a la deformació, com una "pedra tossuda" dura; Té una conductivitat tèrmica pobre i la calor és fàcil de recollir localment, provocant un sobreescalfament; És extremadament actiu a altes temperatures i reacciona amb l'oxigen, nitrogen, etc. de l'aire com un llop famolenc, formant una capa superficial fràgil i dura. Per tant, no podem tractar-lo com acer normal forjat. La forja, una tecnologia antiga i intel·ligent, no és una senzilla conformació d'aliatges de titani, sinó més aviat un procés de "domestica" curosament planificat. El seu propòsit principal és trencar la seva estructura de fosa original gruixuda a través d'alta temperatura i pressió, i transformar la seva estructura interna en grans uniformes, densos i fins, per estimular completament el potencial de l'aliatge de titani - alta resistència, alta tenacitat, resistència a la fatiga - estimular completament.
Forjar l'aliatge de titani no és de cap manera capaç de fer força bruta, comença amb una preparació acurada i una predicció precisa. En primer lloc, la calefacció és un pas crític. Els aliatges de titani tenen una finestra de temperatura de forja molt estreta, normalment entre 850 i 950 graus (per a diferents graus). Si la temperatura és massa baixa, el material és difícil de deformar i fàcil de trencar; Si la temperatura és massa alta, els grans creixeran ràpidament o fins i tot es fondran massa calents, donant lloc a un desballestament del producte. Aquest rang de temperatura està estrictament controlat i ha de ser "just". El procés d'escalfament s'acostuma a dur a terme en un forn elèctric o de gas, on l'atmosfera ha de romandre neutra o lleugerament oxidada, i de vegades fins i tot es requereix protecció contra l'argó per minimitzar la inhalació de gasos nocius. A més, la preparació de la superfície de la pala abans de la forja és crucial, ja que qualsevol esquerda o defecte menor es pot augmentar després de la forja, la qual cosa requereix una neteja acurada. Es pot dir que abans que l'aliatge de titani s'enviés al martell forjat, els enginyers ja havien planificat tot el camí de "transformació" mitjançant càlculs termodinàmics i disseny de processos.
Quan es treu la palanca d'aliatge de titani escalfada per escalfar, comença un "processament en calent" en una carrera contra el temps. El procés de forja normalment es divideix en diversos focs (és a dir, cicles d'escalfament-forja-reescalfament). El primer és el "blanqueig", és a dir, utilitzar una pressió enorme per trencar preliminarment l'estructura de gra solt i gruixut del lingot. A continuació, la "forja multi-direccional", que és l'essència de la forja de titani. L'artesà o manipulador ha de canviar constantment la direcció de la força a la palanca i alterar i allargar-se repetidament. Aquest procés és com el pastat, mitjançant una deformació plàstica multi-direccional, els grans interns es trenquen, es retorcen i es reorganitzen completament, donant com a resultat una estructura de cristall isoaxial fina i uniforme. Això no només millora significativament la uniformitat del material, sinó que també millora molt les seves propietats mecàniques completes. Durant tot el procés de deformació, la quantitat de deformació, la taxa de deformació i la temperatura final de forja es controlen de manera extremadament estricta. La temperatura final de forja no ha de ser massa baixa, en cas contrari provocarà l'enduriment del treball o fins i tot l'esquerdament. La forja moderna utilitza principalment premses hidràuliques o premses de forja ràpida, que poden proporcionar una pressió suau i enorme per aconseguir una conformació "suau i ferma" dels aliatges de titani.
Segons la forma i els requisits del producte final, la forja d'aliatge de titani es divideix principalment en dues vies: forja lliure i forja amb matriu. La forja lliure, com el seu nom indica, és la conformació plàstica de totxos localment o en conjunt mitjançant eines senzilles (com ara encluses planes, encluses de perfil). És altament flexible i adequat per a la producció de peces forjades grans i relativament senzilles, com ara discos i eixos per a motors aerodinàmics, o per a carcasses resistents a la pressió-marina. La forja lliure proporciona una millor garantia de la qualitat profunda de les forjades, però té una precisió dimensional i una complexitat de forma limitades. La forja de matrius consisteix a col·locar la palangana escalfada en una cavitat del motlle de precisió pre-fabricada i omplir-la amb pressió per omplir la cavitat del motlle. Aquest mètode pot formar peces amb formes complexes i dimensions precises alhora, com ara trens d'aterratge d'avions, fulles, etc. La forja de matriu té una petita dotació de processament i una gran utilització de material, però el cost del motlle és alt i els requisits dels paràmetres del procés de forja són més exigents. Quin camí escolliu és l'art de la compensació-entre el rendiment del producte, els costos de producció i els cicles de fabricació.
El final de la forja no és el final de tot el procés. Les peces de titani que s'acaben de forjar tenen grans tensions residuals i una estructura desigual a l'interior, que han de ser "tractades tèrmicament" per estabilitzar-se i optimitzar. Mitjançant diferents processos com el recuit i l'envelliment de la solució, es pot ajustar la seva microestructura, eliminar les tensions internes i aconseguir el rendiment del material en un estat òptim i estable. Després d'aquesta sèrie de "tremps" i "proves de foc", els aliatges de titani han tornat finalment a néixer com a materials-de gamma alta que poden suportar 10.000 metres de pressió del mar-de profunditat, resistir corrents d'aire d'alta-temperatura durant el vol supersònic o servir de manera segura al cos humà durant dècades. De cara al futur, la tecnologia de forja d'aliatges de titani està evolucionant en la direcció d'una major precisió i intel·ligència. La forja isotèrmica, la-formació propera a la xarxa i altres tecnologies poden produir formes extremadament complexes gairebé sense processaments posteriors a una temperatura més constant i una menor resistència a la deformació. Al mateix temps, la tecnologia de simulació per ordinador s'està utilitzant àmpliament per predir el flux de metalls, els canvis de temperatura i l'evolució dels teixits durant el procés de forja, de manera que aquest viatge "domestic" està en el camí correcte des del principi. Es pot dir que cada forja amb èxit d'aliatge de titani és un diàleg perfecte entre la intel·ligència humana i la naturalesa material.
