2016年第33卷第2期文章目次
2016, 33(2).
摘要:
依据中国有色金属工业协会钛锆铪分会对中国海绵钛、钛锭、钛粉、钛加工材等主要钛产品的产能、产量、价格、进出口量等统计数据,对中国钛工业2015年生产和贸易的总体运营状况进行了评价。分析了目前我国钛行业存在的突出问题,给出了解决问题的对策及建议：1加大科技创新力度,促进钛加工材产品升级,满足航空航天、船舶、医疗等高端领域的应用;2以＂供给侧改革＂等国家战略推进企业转型升级;3促进行业间的合作,搭建资源的共享平台,拓宽钛的应用市场。
依据中国有色金属工业协会钛锆铪分会对中国海绵钛、钛锭、钛粉、钛加工材等主要钛产品的产能、产量、价格、进出口量等统计数据,对中国钛工业2015年生产和贸易的总体运营状况进行了评价。分析了目前我国钛行业存在的突出问题,给出了解决问题的对策及建议：1加大科技创新力度,促进钛加工材产品升级,满足航空航天、船舶、医疗等高端领域的应用;2以＂供给侧改革＂等国家战略推进企业转型升级;3促进行业间的合作,搭建资源的共享平台,拓宽钛的应用市场。
2016, 33(2).
摘要:
综述了第31届国际钛协会年会有关钛原料（包括钛矿、海绵钛、钛铁、中间合金、钛废料）及钛加工材的供需现状与未来发展的报告。重点介绍2014年全球钛原料及钛加工材的供需现状,展望2015年及未来5~10年的需求。并根据市场现状及未来发展建议：国内有实力的大、中型钛企业,紧紧抓住世界航空市场持续向好和我国航空制造业快速发展的良好机遇,与航空公司紧密结合,为需求研发,占领国内航空市场,进一步扩大海外航空市场;小型钛企业向日本学习,积极开发适合在沿海城市使用的各类建筑五金件、提升人们生活品质的日用品、保障人类健康的医疗用品,将产品做细做精。共同完成化解过剩产能的艰巨任务,使我国的钛工业走向良性发展的轨道。
综述了第31届国际钛协会年会有关钛原料（包括钛矿、海绵钛、钛铁、中间合金、钛废料）及钛加工材的供需现状与未来发展的报告。重点介绍2014年全球钛原料及钛加工材的供需现状,展望2015年及未来5~10年的需求。并根据市场现状及未来发展建议：国内有实力的大、中型钛企业,紧紧抓住世界航空市场持续向好和我国航空制造业快速发展的良好机遇,与航空公司紧密结合,为需求研发,占领国内航空市场,进一步扩大海外航空市场;小型钛企业向日本学习,积极开发适合在沿海城市使用的各类建筑五金件、提升人们生活品质的日用品、保障人类健康的医疗用品,将产品做细做精。共同完成化解过剩产能的艰巨任务,使我国的钛工业走向良性发展的轨道。
2016, 33(2).
摘要:
研究了可在500℃左右使用的近α型Ti6242合金化学成分取标准要求的上、中、下限对其铸件室、高温力学性能的影响,以及在此基础上进一步调整Al、Zr、O含量对其铸件室、高温力学性能的影响。结果表明：1上、中、下限成分的铸件室温抗拉强度均超过930 MPa,延伸率大于7%,500℃的抗拉强度达到638 MPa,满足课题指标要求,综合考虑生产和成本因素,取中限的更适合工程化推广应用;2进一步调整Al、Zr、O元素含量,可使铸件的室温抗拉强度超过980 MPa,延伸率还可达到8%以上,500℃的抗拉强度达到675 MPa,比课题技术指标要求有较大的富裕量,明显高于目前常用的Ti-6Al-4V合金和Ti-6Al-2V-1Zr-1Mo合金铸件力学性能,非常适合在飞机、汽车等领域应用。
研究了可在500℃左右使用的近α型Ti6242合金化学成分取标准要求的上、中、下限对其铸件室、高温力学性能的影响,以及在此基础上进一步调整Al、Zr、O含量对其铸件室、高温力学性能的影响。结果表明：1上、中、下限成分的铸件室温抗拉强度均超过930 MPa,延伸率大于7%,500℃的抗拉强度达到638 MPa,满足课题指标要求,综合考虑生产和成本因素,取中限的更适合工程化推广应用;2进一步调整Al、Zr、O元素含量,可使铸件的室温抗拉强度超过980 MPa,延伸率还可达到8%以上,500℃的抗拉强度达到675 MPa,比课题技术指标要求有较大的富裕量,明显高于目前常用的Ti-6Al-4V合金和Ti-6Al-2V-1Zr-1Mo合金铸件力学性能,非常适合在飞机、汽车等领域应用。
2016, 33(2).
摘要:
研究不同Q值冷轧工艺对高强TA18钛合金管材织构及力学性能的影响。测试比较了两种工艺获得的管材的拉伸性能、CSR值和（0002）面极图、ODF截图。结果表明,冷轧加工TA18钛合金管材的Q〉1时,管材径向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材径向平行的织构,以径向织构为主的管材综合性能较好,可满足AMS标准要求;当冷轧加工TA18钛合金管材的Q〈1时,切向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材切向平行的织构,以切向织构为主的管材塑性较差,无法满足AMS标准要求。
研究不同Q值冷轧工艺对高强TA18钛合金管材织构及力学性能的影响。测试比较了两种工艺获得的管材的拉伸性能、CSR值和（0002）面极图、ODF截图。结果表明,冷轧加工TA18钛合金管材的Q〉1时,管材径向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材径向平行的织构,以径向织构为主的管材综合性能较好,可满足AMS标准要求;当冷轧加工TA18钛合金管材的Q〈1时,切向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材切向平行的织构,以切向织构为主的管材塑性较差,无法满足AMS标准要求。
2016, 33(2).
摘要:
对不同的热加工工艺及热处理工艺获得的Ti80合金棒材进行了室温力学性能和组织的分析研究。结果表明：Ti80合金棒材精锻时,随着变形量增加室温拉伸性强度逐渐增加,塑性变化不明显,而冲击韧性随着变形量的增加而显著下降;轧制棒材的冲击韧性比相近变形量的精锻棒材略高;室温拉伸性能对热处理温度不敏感,900℃及其以上热处理的几乎保持不变;热处理温度对冲击韧性影响较大,（940~980）℃×75 min/AC的综合力学性能较好。
对不同的热加工工艺及热处理工艺获得的Ti80合金棒材进行了室温力学性能和组织的分析研究。结果表明：Ti80合金棒材精锻时,随着变形量增加室温拉伸性强度逐渐增加,塑性变化不明显,而冲击韧性随着变形量的增加而显著下降;轧制棒材的冲击韧性比相近变形量的精锻棒材略高;室温拉伸性能对热处理温度不敏感,900℃及其以上热处理的几乎保持不变;热处理温度对冲击韧性影响较大,（940~980）℃×75 min/AC的综合力学性能较好。
2016, 33(2).
摘要:
大口径超薄壁钛焊管在加工过程中存在成形和外径控制困难、切割易变形等问题,为此,对大口径超薄壁钛焊管成形辊进行了优化,并研制了在线切割夹持工装,试制了牌号为Gr.2、规格为50.8 mm×0.5 mm的大口径超薄壁钛焊管产品,并对其化学成分、力学性能、硬度、显微组织进行表征。结果表明：试制的大口径超薄壁钛焊管化学成分、力学性能均能满足ASTM B338—2014标准;焊缝、热影响区与母材硬度相差不大;焊缝和热影响区组织无异常,焊缝无气孔、夹杂等缺陷,焊接质量良好。
大口径超薄壁钛焊管在加工过程中存在成形和外径控制困难、切割易变形等问题,为此,对大口径超薄壁钛焊管成形辊进行了优化,并研制了在线切割夹持工装,试制了牌号为Gr.2、规格为50.8 mm×0.5 mm的大口径超薄壁钛焊管产品,并对其化学成分、力学性能、硬度、显微组织进行表征。结果表明：试制的大口径超薄壁钛焊管化学成分、力学性能均能满足ASTM B338—2014标准;焊缝、热影响区与母材硬度相差不大;焊缝和热影响区组织无异常,焊缝无气孔、夹杂等缺陷,焊接质量良好。
2016, 33(2).
摘要:
利用Gleeble-3800热模拟试验机进行多道次平面应变压缩实验,建立了TA1工业纯钛的热加工图,并以此确定了板材的可加工区域。在区域内选择3条工艺路线,利用2 800 mm四辊可逆轧机制备出TA1工业纯钛板材。通过对板材显微组织和力学性能的分析得出,采用开轧温度700~750℃,应变速率5 s-1,道次变形量不低于25%的工艺路线,可以获得满足使用要求的板材,且提高了成材率,降低了生产成本。
利用Gleeble-3800热模拟试验机进行多道次平面应变压缩实验,建立了TA1工业纯钛的热加工图,并以此确定了板材的可加工区域。在区域内选择3条工艺路线,利用2 800 mm四辊可逆轧机制备出TA1工业纯钛板材。通过对板材显微组织和力学性能的分析得出,采用开轧温度700~750℃,应变速率5 s-1,道次变形量不低于25%的工艺路线,可以获得满足使用要求的板材,且提高了成材率,降低了生产成本。
2016, 33(2).
摘要:
研究了激光冲击强化处理对Ti-6Al-4V合金表面完整性及疲劳性能的影响。采用表面粗糙度仪、显微硬度计和X射线衍射残余应力仪分别对激光冲击强化前后Ti-6Al-4V合金表面完整性进行了表征。在PQ-6旋转弯曲疲劳试验机上测试了经激光冲击强化处理的Ti-6Al-4V合金107周次条件下的疲劳极限,用扫描电镜分析了疲劳断口形貌,探讨激光冲击强化机制。结果表明,激光功率密度越大,表面粗糙度越小,表面残余压应力和表面硬度值越大,残余压应力层和硬化层深度越深;与原始试样相比,激光冲击强化试样的疲劳极限提高了33.3%,原因是激光冲击强化可以显著降低合金表面的粗糙度,改善合金的表面完整性,产生深层的残余压应力场和表面硬化层,将疲劳裂纹源由表层转移到次表层,有效地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升合金的疲劳抗力。
研究了激光冲击强化处理对Ti-6Al-4V合金表面完整性及疲劳性能的影响。采用表面粗糙度仪、显微硬度计和X射线衍射残余应力仪分别对激光冲击强化前后Ti-6Al-4V合金表面完整性进行了表征。在PQ-6旋转弯曲疲劳试验机上测试了经激光冲击强化处理的Ti-6Al-4V合金107周次条件下的疲劳极限,用扫描电镜分析了疲劳断口形貌,探讨激光冲击强化机制。结果表明,激光功率密度越大,表面粗糙度越小,表面残余压应力和表面硬度值越大,残余压应力层和硬化层深度越深;与原始试样相比,激光冲击强化试样的疲劳极限提高了33.3%,原因是激光冲击强化可以显著降低合金表面的粗糙度,改善合金的表面完整性,产生深层的残余压应力场和表面硬化层,将疲劳裂纹源由表层转移到次表层,有效地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升合金的疲劳抗力。
2016, 33(2).
摘要:
利用溶胶凝胶相分离方法成功地在多孔不锈钢表面获得了多孔氧化钛薄膜。对比不同溶胶浓度和干燥抑制剂量对溶胶粘度的影响,对比结果表明,溶胶的浓度对粘度的影响具有决定性的作用,溶胶浓度高会造成后续添加剂加入时粘度升高过快;干燥抑制剂的量不宜超过1.5 g/L,过高的干燥抑制剂量也会造成溶胶粘度的快速增加。用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分别对650℃以上烧结得到的膜层微观结构和相组成进行分析,得到膜层主要成分由金红石型Ti O2组成,另有部分Ti Ox;氧化钛膜层平整、均匀,与基体界面结合良好。用自制的泡点压力测试设备对实验室级别的20 mm样品以及工业化的600 mm样品进行了透气量测试,结果表明两种样品具有相同的透气量,说明该工艺具有良好的稳定性,可用于批量化工业生产。
利用溶胶凝胶相分离方法成功地在多孔不锈钢表面获得了多孔氧化钛薄膜。对比不同溶胶浓度和干燥抑制剂量对溶胶粘度的影响,对比结果表明,溶胶的浓度对粘度的影响具有决定性的作用,溶胶浓度高会造成后续添加剂加入时粘度升高过快;干燥抑制剂的量不宜超过1.5 g/L,过高的干燥抑制剂量也会造成溶胶粘度的快速增加。用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分别对650℃以上烧结得到的膜层微观结构和相组成进行分析,得到膜层主要成分由金红石型Ti O2组成,另有部分Ti Ox;氧化钛膜层平整、均匀,与基体界面结合良好。用自制的泡点压力测试设备对实验室级别的20 mm样品以及工业化的600 mm样品进行了透气量测试,结果表明两种样品具有相同的透气量,说明该工艺具有良好的稳定性,可用于批量化工业生产。
2016, 33(2).
摘要:
高纯铪锭经过锻造、挤压等加工手段制备成13 mm的棒材,在600~760℃进行了不同制度的真空热处理,通过对比分析热处理前后棒材的低倍组织、显微组织及室温、320℃高温拉伸性能,研究了热处理对棒材组织和拉伸性能的影响。结果表明：热处理后铪棒的低倍组织没有明显变化;随退火温度的升高,晶粒有明显的长大趋势,在600~760℃退火,晶粒度处于9.5~11级。铪棒室温和320℃拉伸强度随着退火温度的提高而降低,室温塑性则随着退火温度提高呈现出先升高后降低的趋势,而高温塑性随着退火温度的提高而增加。
高纯铪锭经过锻造、挤压等加工手段制备成13 mm的棒材,在600~760℃进行了不同制度的真空热处理,通过对比分析热处理前后棒材的低倍组织、显微组织及室温、320℃高温拉伸性能,研究了热处理对棒材组织和拉伸性能的影响。结果表明：热处理后铪棒的低倍组织没有明显变化;随退火温度的升高,晶粒有明显的长大趋势,在600~760℃退火,晶粒度处于9.5~11级。铪棒室温和320℃拉伸强度随着退火温度的提高而降低,室温塑性则随着退火温度提高呈现出先升高后降低的趋势,而高温塑性随着退火温度的提高而增加。
11 常温下钛电解析出的探究
2016, 33(2).
摘要:
日本京都大学的宇田哲也教授探究了在常温下（低于100℃）钛的电解析出。由于钛电解析出的电位很低，因此在水溶液中，钛不能被电解析出，一般要在卤化物的熔融盐中才能进行钛的电解析出。但这些熔融盐温度都比较高，
日本京都大学的宇田哲也教授探究了在常温下（低于100℃）钛的电解析出。由于钛电解析出的电位很低，因此在水溶液中，钛不能被电解析出，一般要在卤化物的熔融盐中才能进行钛的电解析出。但这些熔融盐温度都比较高，
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摘要:
长途货运工具的结构轻量化是降低油耗的需要,轻量化的潜在材料包括Al-Li、高强度亚稳β钛合金等。由于亚稳β钛合金在常温下有韧性断裂倾向,其在关键结构件中的应用受到限制。将导致亚稳β钛合金晶界韧性断裂的因素量化,进而降低其使用时的失效风险是十分必要的。目前,对亚稳β钛合金的晶界韧性断裂问题已进行了定性研究,
长途货运工具的结构轻量化是降低油耗的需要,轻量化的潜在材料包括Al-Li、高强度亚稳β钛合金等。由于亚稳β钛合金在常温下有韧性断裂倾向,其在关键结构件中的应用受到限制。将导致亚稳β钛合金晶界韧性断裂的因素量化,进而降低其使用时的失效风险是十分必要的。目前,对亚稳β钛合金的晶界韧性断裂问题已进行了定性研究,
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摘要:
日本新日铁住金公司研究开发了Ti-5A1—1Fe以及Ti．1Fe-O．350（Super—TIX800）高强度α＋β型钛合金热轧钛带卷的工业化生产技术。这类钛合金的单向热轧板由于T方向织构发达，
日本新日铁住金公司研究开发了Ti-5A1—1Fe以及Ti．1Fe-O．350（Super—TIX800）高强度α＋β型钛合金热轧钛带卷的工业化生产技术。这类钛合金的单向热轧板由于T方向织构发达，
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摘要:
多孔钛具有良好的耐腐蚀性,可用来制作医用骨修复植入材料,也可作为过滤材料用于医药、水处理等领域。多孔钛通常采用粉末冶金的方法制备,包括钛粉的压制以及后续的烧结过程。当需要较高的孔隙度时,要向钛粉中加入一定量的空间支撑体。混合粉末经压制后,可以通过热分解等方法去除空间支撑体,留下孔隙结构。
多孔钛具有良好的耐腐蚀性,可用来制作医用骨修复植入材料,也可作为过滤材料用于医药、水处理等领域。多孔钛通常采用粉末冶金的方法制备,包括钛粉的压制以及后续的烧结过程。当需要较高的孔隙度时,要向钛粉中加入一定量的空间支撑体。混合粉末经压制后,可以通过热分解等方法去除空间支撑体,留下孔隙结构。
2016, 33(2).
摘要:
厚壁焊接冷轧钛管的生产包括压力机弯板、板两端对焊、冷轧加工、去应力退火（SR处理）以及酸洗工序等。为了积累厚壁焊接冷轧钛管的耐蚀性、力学性能等基础数据，以扩大其应用范围，大同特殊钢公司的研究人员研究了加工率以及SR处理温度对焊接冷轧钛管显微组织的影响，以及酸洗对显微组织及氢含量的影响，并对其塑性进行了检测。
厚壁焊接冷轧钛管的生产包括压力机弯板、板两端对焊、冷轧加工、去应力退火（SR处理）以及酸洗工序等。为了积累厚壁焊接冷轧钛管的耐蚀性、力学性能等基础数据，以扩大其应用范围，大同特殊钢公司的研究人员研究了加工率以及SR处理温度对焊接冷轧钛管显微组织的影响，以及酸洗对显微组织及氢含量的影响，并对其塑性进行了检测。
2016, 33(2).
摘要:
为了改善钛合金的硬度和耐磨性能,上海工程技术大学郑亮等人利用5 k W YLS-5000光纤激光器,在TC4合金表面分别激光熔覆纯Ti粉、Ti-15%（Mo＋Si）和Ti-30%（Mo＋Si）混合粉末（质量分数,Mo与Si原子比为1∶2）,通过正交实验选择合适的功率和扫描速度等工艺参数,得到三种不同的涂层。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）对熔覆层的微观组织进行观察和研究,用X射线衍射仪（XRD）研究熔覆层相组成,
为了改善钛合金的硬度和耐磨性能,上海工程技术大学郑亮等人利用5 k W YLS-5000光纤激光器,在TC4合金表面分别激光熔覆纯Ti粉、Ti-15%（Mo＋Si）和Ti-30%（Mo＋Si）混合粉末（质量分数,Mo与Si原子比为1∶2）,通过正交实验选择合适的功率和扫描速度等工艺参数,得到三种不同的涂层。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）对熔覆层的微观组织进行观察和研究,用X射线衍射仪（XRD）研究熔覆层相组成,
