随着我国航空航天的迅速发展,TC18钛合金作为一种高强韧近β钛合金,被广泛用于制造飞机的主要承力结构件。该合金通常希望由准β锻工艺来使锻件获得优异的力学性能;TC18钛合金准β锻变形量对其组织性能有着重要的影响,变形量过大过小都会引起最终性能不合格,但在实际应用中对变形量与组织性能的关系并没有明确的界定,同时由于缺乏对同类型结构件准β锻相关的共性技术进行归纳总结从而导致产品的开发周期较长。因此本文通过某U型截面锻件进行准β锻工艺设计并生产试制得出检测结果,研究不同的准β锻变形量与组织性能之间的关系,得出使综合力学性能最优的最佳变形量范围,并以典型筋板结构对TC18钛合金准β锻相关的共性技术进行研究,本文的主要研究内容及结论如下:①以某航空用钛合金锻件为例,对其进行了准β锻工艺设计及优化,针对锻件U型侧壁产生的小变形区,提出并设计了一种外侧壁波浪面预成形结构;以准β锻变形均匀性为优化目标,优化后三个典型截面的等效应变处于均匀变形区的占比分别达到了81.4%、89.3%、83.8%,相比于优化前分别提高了32.6%、21.4%、34.3%;同时分析了不同的预成形结构及不同的锻造工艺参数对准β锻成形的影响,得出了最佳的锻造工艺参数。②根据生产试验后检测结果对锻后组织性能进行研究,分析准β锻变形量与力学性能、微观组织之间的关系,得出了最佳变形量范围为27%～32%;同时分析得到了在一定范围内强度、塑性与变形量呈线性关系,变形量每增加10%,其强度提高13MPa左右,伸长率提高0.6%左右,断面收缩率提高2.5%左右;冲击韧性也随变形量的增加有所提高,而断裂韧性随变形量的增加而降低。③通过SEM分析得到准β锻后内部组织与变形量的变化关系,随变形量的增加原始粗大的β晶粒逐渐破碎,并沿着金属变形方向被压扁、拉长,原始β晶粒逐渐变细小,连续的晶界α逐渐向断续的晶界α转变,呈链状排列,晶内片状α逐渐变得均匀细小,片状α的厚度也减小。④根据最佳的变形量范围,以钛合金锻件典型的筋板结构为例,研究了筋板结构参数对准β锻变形均匀性的影响规律,分析得到了预锻件腹板及筋条的设计系数;利用方差分析得到了不同筋宽比、不同宽度的筋条终锻件过渡圆角的影响规律以及预锻件、终锻件过渡圆角的匹配关系,建立了锻件及预锻设计准则;针对腹板表面分层现象以及高厚筋条存在的小变形提出了波浪面结构的改善方法。