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近年来大量的研究和应用表明,钛合金在航空领域具有重要的地位。TA15钛合金是在前苏联六十年代研制成功的BT20钛合金(名义成分是Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)的基础上国内根据军事需要而开始研制的一型钛合金。本文研究的目的是针对航空发动机上的典型零件,用满足技术条件要求的TA15钛合金棒材、板材进行了工艺试验,确定了板材的焊接工艺,模锻件的模锻和热处理工艺,板材渗氧工艺,以完善该合金的工程化应用。本文参阅了大量国内外多种钛合金的工程化应用技术,根据实际装备需要和生产条件,在另外几个课题组工作的基础上,开展了板材的焊接、模锻件的组织性能分析和板材渗氧三方面的研究。从大量的试验数据可以看出：1.真空热处理或大气处理、手工氩弧焊或自动氩弧焊、填加焊丝(TA15-1)或不填加焊丝条件下,TA15钛合金具有优良的焊接工艺性能；TA15钛合金板材焊接接头的室温、高温拉伸强度和高温持久性能均达到或超过母材的技术指标,具有良好的使用性能；2.形变时,相变点以上变形得到片状组织,相变点以下变形为双态组织或等轴组织,等轴初生α相含量在45%至90%,随变形温度的降低,等轴初生α相含量增加。除了相变点以下50℃变形20%的试样持久性能偏低外,其它条件下均有较高的持久性能。热处理时,采用单纯退火工艺,随退火温度的提高,初生α相有所长大,但体积分数基本不变。采用等温退火工艺时,由于冷速慢产生了晶间p相,p转变组织有球化特征。退火过程中合金逐步发生了回复和再结晶,而不断软化。当退火温度为850℃时达到或接近了相的临界分解温度,产生了二次α相使强度又略有提高。3.TA15钛合金渗氧后,组织为等轴α+β组织,较标准热处理状态α相数量有一定增加,与β相相间均匀分布。渗氧层表面显微硬度和α硬化层深度与加热温度、保温时间均呈线形变化规律,随加热温度的提高、保温时间的延长,表面显微硬度和α硬化层深度均有所增加。TA15钛合金渗氧后,强度、塑性、疲劳性能等明显降低；去除渗氧层表面氧化膜后,性能有所改善,表面耐磨性显著提高,与基材标准热处理状态相比可达100倍以上。TA15钛合金渗氧主要工艺参数选定为800℃×10h。渗氧后可以获得表面显微硬度HV0.05≥500kg/mm2、深度d=0.05～0.1mm的α硬化层,能够满足渗氧零件设计要求。按此工艺渗氧得到的α硬化层与俄实物水平相当。最终确定渗氧工艺流程为：950℃×1h+800℃×10h渗氧+530℃×6h,去除氧化膜。