2016年第33卷第6期文章目次
2016, 33(6).
摘要:
超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术为钛合金在航空航天领域的应用打开了一条通道,该技术的发展也对所需的钛合金超塑板提出了更高的要求。介绍了国内外在TC4钛合金超塑板、新型钛合金低温超塑板和新型短时高温钛合金超塑板方面的研究进展。指出,我国经过三十多年的持续技术攻关和应用经验积累,钛合金超塑板的生产技术水平基本与国际先进水平同步,尤其是自主研发的特种轧制技术,能够有效控制钛合金超塑性板材的晶粒度和各向异性,保证后续SPF/DB工艺的需要。最后对我国钛材研发企业提出了几点建议,指出了未来钛合金超塑板研究的工作重点。
超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术为钛合金在航空航天领域的应用打开了一条通道,该技术的发展也对所需的钛合金超塑板提出了更高的要求。介绍了国内外在TC4钛合金超塑板、新型钛合金低温超塑板和新型短时高温钛合金超塑板方面的研究进展。指出,我国经过三十多年的持续技术攻关和应用经验积累,钛合金超塑板的生产技术水平基本与国际先进水平同步,尤其是自主研发的特种轧制技术,能够有效控制钛合金超塑性板材的晶粒度和各向异性,保证后续SPF/DB工艺的需要。最后对我国钛材研发企业提出了几点建议,指出了未来钛合金超塑板研究的工作重点。
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摘要:
介绍了钛合金激光焊接的技术特点,综述了异种钛合金、钛合金与钢、钛合金与铝、钛合金与非金属材料的激光焊接研究现状,重点论述了激光器、激光焊接工艺参数及焊接方式等对焊接接头组织及性能的影响。通过论述,认为国内钛与异种材料的激光焊接水平与国外相比还存在一定差距。最后,给出钛合金激光焊接技术的主要发展方向:1深入基础研究,实现对激光处理过程的实时监测与闭环控制;2寻求大功率激光焊接技术的突破与发展;3开发TIG-激光复合钎焊等技术,推进激光焊接技术的产业化进程。
介绍了钛合金激光焊接的技术特点,综述了异种钛合金、钛合金与钢、钛合金与铝、钛合金与非金属材料的激光焊接研究现状,重点论述了激光器、激光焊接工艺参数及焊接方式等对焊接接头组织及性能的影响。通过论述,认为国内钛与异种材料的激光焊接水平与国外相比还存在一定差距。最后,给出钛合金激光焊接技术的主要发展方向:1深入基础研究,实现对激光处理过程的实时监测与闭环控制;2寻求大功率激光焊接技术的突破与发展;3开发TIG-激光复合钎焊等技术,推进激光焊接技术的产业化进程。
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摘要:
以新型超高强韧TB17钛合金棒材为研究对象,研究了TB17钛合金β相区晶粒的长大行为。考察了TB17钛合金在不同温度和保温时间的条件下,β晶粒尺寸的变化,通过Beck公式计算了晶粒长大参数,采Arrhenius公式计算了晶粒长大激活能。结果表明,加热温度及保温时间对TB17钛合金β晶粒长大行为具有重要影响。在860~1 045℃进行等温加热,TB17钛合金β晶粒等温长大曲线近似符合指数关系,β晶粒长大指数n在0.12~0.23之间。短时保温,β晶粒长大过程中动力学影响因素占主导作用,延长保温时间,动力学影响因素作用降低。TB17钛合金β晶粒长大激活能为48.26 k J/mol。
以新型超高强韧TB17钛合金棒材为研究对象,研究了TB17钛合金β相区晶粒的长大行为。考察了TB17钛合金在不同温度和保温时间的条件下,β晶粒尺寸的变化,通过Beck公式计算了晶粒长大参数,采Arrhenius公式计算了晶粒长大激活能。结果表明,加热温度及保温时间对TB17钛合金β晶粒长大行为具有重要影响。在860~1 045℃进行等温加热,TB17钛合金β晶粒等温长大曲线近似符合指数关系,β晶粒长大指数n在0.12~0.23之间。短时保温,β晶粒长大过程中动力学影响因素占主导作用,延长保温时间,动力学影响因素作用降低。TB17钛合金β晶粒长大激活能为48.26 k J/mol。
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摘要:
对固溶处理的近β型Ti-5Al-10Cr合金进行了不同温度和时间的时效处理,观察了时效处理后合金的显微组织,分析了合金的相组成,并对硬度及拉伸性能进行了测试分析。结果表明,随着时效温度的提高,析出α相的体积分数先增多后减少,合金的抗拉强度与α相体积分数有着同样的变化趋势;合金在低温长时间时效或高温时效时,会析出Ti Cr2相,时效温度较低时该相对合金硬度有一定贡献,随着时效温度升高,该析出相长大,对硬度的贡献下降。
对固溶处理的近β型Ti-5Al-10Cr合金进行了不同温度和时间的时效处理,观察了时效处理后合金的显微组织,分析了合金的相组成,并对硬度及拉伸性能进行了测试分析。结果表明,随着时效温度的提高,析出α相的体积分数先增多后减少,合金的抗拉强度与α相体积分数有着同样的变化趋势;合金在低温长时间时效或高温时效时,会析出Ti Cr2相,时效温度较低时该相对合金硬度有一定贡献,随着时效温度升高,该析出相长大,对硬度的贡献下降。
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摘要:
通过往复摩擦试验与电化学腐蚀试验,对新型人工关节替代材料TC20钛合金的相关性能展开研究,合理评价其作为关节替代材料的适用性及可靠性。研究结果表明,TC20钛合金在干摩擦条件下摩擦系数达到稳定的时间最长,且稳定后摩擦系数受外加载荷的影响最大;在小牛血清溶液中的摩擦系数最小,稳定后保持在0.33左右波动;干摩擦条件下的磨损最为剧烈,磨痕主要以犁沟形貌为主,磨损机理主要以粘着磨损及磨粒磨损为主,在较大载荷作用下开始出现疲劳磨损形貌;溶液中的磨损主要以粘着磨损为主,相同法向载荷下,生理盐水中的磨损更为剧烈;另外,TC20钛合金在两种溶液中的初始耐蚀性相差不大,但在生理盐水中,其表面能够在短时间内形成...
通过往复摩擦试验与电化学腐蚀试验,对新型人工关节替代材料TC20钛合金的相关性能展开研究,合理评价其作为关节替代材料的适用性及可靠性。研究结果表明,TC20钛合金在干摩擦条件下摩擦系数达到稳定的时间最长,且稳定后摩擦系数受外加载荷的影响最大;在小牛血清溶液中的摩擦系数最小,稳定后保持在0.33左右波动;干摩擦条件下的磨损最为剧烈,磨痕主要以犁沟形貌为主,磨损机理主要以粘着磨损及磨粒磨损为主,在较大载荷作用下开始出现疲劳磨损形貌;溶液中的磨损主要以粘着磨损为主,相同法向载荷下,生理盐水中的磨损更为剧烈;另外,TC20钛合金在两种溶液中的初始耐蚀性相差不大,但在生理盐水中,其表面能够在短时间内形成...
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摘要:
基于西北有色金属研究院实际生产中统计的321组钛合金铸锭化学成分与相变点数据,构建了预测钛合金(α+β)/β相变点的人工神经网络模型和多元线性回归模型,并对模型的准确性进行了评价分析。结果显示,多元线性回归模型的训练值及预测值与(α+β)/β相变点实际值的相关性系数分别为0.761 05和0.809 93,而人工神经网络模型的相关性系数分别为0.927 21和0.818 51,具有更好的相关性。人工神经网络模型的平均绝对误差为4.02℃,相比多元线性回归模型(平均绝对误差为5.11℃)具有更高的精度,可以更好地描述合金元素与钛合金(α+β)/β相变点之间的非线性关系。
基于西北有色金属研究院实际生产中统计的321组钛合金铸锭化学成分与相变点数据,构建了预测钛合金(α+β)/β相变点的人工神经网络模型和多元线性回归模型,并对模型的准确性进行了评价分析。结果显示,多元线性回归模型的训练值及预测值与(α+β)/β相变点实际值的相关性系数分别为0.761 05和0.809 93,而人工神经网络模型的相关性系数分别为0.927 21和0.818 51,具有更好的相关性。人工神经网络模型的平均绝对误差为4.02℃,相比多元线性回归模型(平均绝对误差为5.11℃)具有更高的精度,可以更好地描述合金元素与钛合金(α+β)/β相变点之间的非线性关系。
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摘要:
以23 mm×0.7 mm的TA2纯钛焊接管为原料,研究了不同冷轧加工率对管材焊缝组织的影响,优选出冷加工率达到34%焊接管材,进行了后序的除油酸洗和真空退火处理。对比分析了经冷轧→除油酸洗→真空炉退火处理的焊接管与冷轧无缝管力学性能及工艺性能的差异。结果表明,TA2纯钛焊接管经过无缝化工艺处理后,焊缝粗大的铸态组织和过热的魏氏组织完全消除,为细小、均匀的等轴组织,与基体组织趋于一致;与冷轧无缝管相比,其抗拉强度、屈服强度、延伸率略高或相当;反向展平、扩口、压扁等工艺性能也无明显差异,有望取代冷轧无缝管。
以23 mm×0.7 mm的TA2纯钛焊接管为原料,研究了不同冷轧加工率对管材焊缝组织的影响,优选出冷加工率达到34%焊接管材,进行了后序的除油酸洗和真空退火处理。对比分析了经冷轧→除油酸洗→真空炉退火处理的焊接管与冷轧无缝管力学性能及工艺性能的差异。结果表明,TA2纯钛焊接管经过无缝化工艺处理后,焊缝粗大的铸态组织和过热的魏氏组织完全消除,为细小、均匀的等轴组织,与基体组织趋于一致;与冷轧无缝管相比,其抗拉强度、屈服强度、延伸率略高或相当;反向展平、扩口、压扁等工艺性能也无明显差异,有望取代冷轧无缝管。
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摘要:
采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。
采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。
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摘要:
开发了一种ZTC4钛合金叶片,用于替代腐蚀磨损的电厂透平机转子不锈钢叶片。首先采用三维扫描逆向工程技术测绘受损的透平机转子叶片,然后利用石墨型真空铸造法铸造ZTC4钛合金叶片,最后采用超音速火焰喷涂技术喷涂WC防护涂层。对叶片底座配合面进行机械加工,并将机加工后的叶片进行装配、动平衡测试,完成整个试制过程。所生产叶片的各项参数指标均满足用户要求,并已装机使用2年,没有发生腐蚀磨损,也不需要清理尘污,得到了用户的高度认可。
开发了一种ZTC4钛合金叶片,用于替代腐蚀磨损的电厂透平机转子不锈钢叶片。首先采用三维扫描逆向工程技术测绘受损的透平机转子叶片,然后利用石墨型真空铸造法铸造ZTC4钛合金叶片,最后采用超音速火焰喷涂技术喷涂WC防护涂层。对叶片底座配合面进行机械加工,并将机加工后的叶片进行装配、动平衡测试,完成整个试制过程。所生产叶片的各项参数指标均满足用户要求,并已装机使用2年,没有发生腐蚀磨损,也不需要清理尘污,得到了用户的高度认可。
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摘要:
氢处理是能够使钛合金晶粒尺寸达1μm以下的为数较少的方法之一。利用这种方法可以使α+β型钛合金Ti-6Al-4V及富β的α+β型钛合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe获得晶粒尺寸小于0.5μm的等轴细晶组织,使合金具有优异的超塑性能。日本学者中東潤对这两种合金进行氢处理,研究其常温性能及超
氢处理是能够使钛合金晶粒尺寸达1μm以下的为数较少的方法之一。利用这种方法可以使α+β型钛合金Ti-6Al-4V及富β的α+β型钛合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe获得晶粒尺寸小于0.5μm的等轴细晶组织,使合金具有优异的超塑性能。日本学者中東潤对这两种合金进行氢处理,研究其常温性能及超
2016, 33(6).
摘要:
目前,超过2/3的生物植入体材料都为金属,在这些生物医用金属材料中,钛合金表现出最好的生物相容性,其中,应用最广泛的生物医用钛合金为Ti-6Al-4V。但是研究表明钒元素是有毒性的,并且毒性超过了铌和铬。另外Ti-6Al-4V合金弹性模量与人骨质弹性模量不匹配会造成应力屏蔽和萎缩症。因此,无钒、低成本、低模量、高生物相容性、高
目前,超过2/3的生物植入体材料都为金属,在这些生物医用金属材料中,钛合金表现出最好的生物相容性,其中,应用最广泛的生物医用钛合金为Ti-6Al-4V。但是研究表明钒元素是有毒性的,并且毒性超过了铌和铬。另外Ti-6Al-4V合金弹性模量与人骨质弹性模量不匹配会造成应力屏蔽和萎缩症。因此,无钒、低成本、低模量、高生物相容性、高
12 纯钛方杯深拉成形试验
2016, 33(6).
摘要:
钛的各向异性指数R值大,甚至在钛板平面内也有很大变化,因此钛的成形性预测比较困难。Takaki Ogawa等人使用LS-DYNA有限元模拟软件,对纯钛进行了方杯深拉成形模拟,并将模拟结果与形成试验结果进行比较,以检验预测的有效性。有限元模拟试验采用动态显示算法,凸凹模的最大间隙值被设计为0.7 mm,最大冲程为65.5mm,行程速度为5 000 mm/s,压边力为10 k N,工
钛的各向异性指数R值大,甚至在钛板平面内也有很大变化,因此钛的成形性预测比较困难。Takaki Ogawa等人使用LS-DYNA有限元模拟软件,对纯钛进行了方杯深拉成形模拟,并将模拟结果与形成试验结果进行比较,以检验预测的有效性。有限元模拟试验采用动态显示算法,凸凹模的最大间隙值被设计为0.7 mm,最大冲程为65.5mm,行程速度为5 000 mm/s,压边力为10 k N,工
2016, 33(6).
摘要:
为了促进我国钛企业转型升级,开拓钛材的应用领域,在主办单位——中国有色金属工业协会钛锆铪分会和中国有色金属学会的倾力支持下,在承办单位——北京海闻展览有限公司的辛勤努力下,在行业权威媒体——《钛工业进展》杂志、钛工业网(www.tiip.cn)、中国有色金属报的联合推动下,"第二届中外钛业市场发展与产品应用
为了促进我国钛企业转型升级,开拓钛材的应用领域,在主办单位——中国有色金属工业协会钛锆铪分会和中国有色金属学会的倾力支持下,在承办单位——北京海闻展览有限公司的辛勤努力下,在行业权威媒体——《钛工业进展》杂志、钛工业网(www.tiip.cn)、中国有色金属报的联合推动下,"第二届中外钛业市场发展与产品应用
2016, 33(6).
摘要:
10月31日下午,记者从位于胶州市国家级经济技术开发区的西安交大青岛研究院了解到,该研究院粉体中心历时5年,攻坚克难研发出氧含量在0.06%以下、尺寸为80~100目的球形钛合金粉末,该技术目前在全国处于领先地位。据粉体中心主任宋晓平介绍,近年来,3D打印技术逐渐在航空航天、医疗等行业应用,而3D打印技术的关
10月31日下午,记者从位于胶州市国家级经济技术开发区的西安交大青岛研究院了解到,该研究院粉体中心历时5年,攻坚克难研发出氧含量在0.06%以下、尺寸为80~100目的球形钛合金粉末,该技术目前在全国处于领先地位。据粉体中心主任宋晓平介绍,近年来,3D打印技术逐渐在航空航天、医疗等行业应用,而3D打印技术的关
2016, 33(6).
摘要:
10月31日,国家重点研发计划"材料基因工程关键技术与支撑平台"重点专项"航空用先进钛基合金集成计算设计与制备"项目启动会在中国科学院金属研究所(以下简称"金属所")召开。工信部产业发展促进中心衣丰涛处长,项目责任专家、上海交通大学曾小勤教授,中国航发北京航空材料研究院张国庆研究员、清华大学段文晖教授、中南大学杜勇教授、上海交通大学汪洪教授等专家组成员,东北大学宗亚平教授、中科院网络信息中心杨小渝研究员
10月31日,国家重点研发计划"材料基因工程关键技术与支撑平台"重点专项"航空用先进钛基合金集成计算设计与制备"项目启动会在中国科学院金属研究所(以下简称"金属所")召开。工信部产业发展促进中心衣丰涛处长,项目责任专家、上海交通大学曾小勤教授,中国航发北京航空材料研究院张国庆研究员、清华大学段文晖教授、中南大学杜勇教授、上海交通大学汪洪教授等专家组成员,东北大学宗亚平教授、中科院网络信息中心杨小渝研究员
2016, 33(6).
摘要:
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司计划与联合航空制造公司(United Aircraft Corporation)、菲雅克航空公司(Figeac Aero)在位于乌拉尔中部的钛谷特别经济区开办钛产品加工合资企业。在此之前,VSMPO新科技公司(VSMPO New Technologies)已率先入驻该特别经济区。据VSMPO-AVISMA公司董事长Mikhail Voevodin透露,目前VSMPO新科技公司已经完成车间内
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司计划与联合航空制造公司(United Aircraft Corporation)、菲雅克航空公司(Figeac Aero)在位于乌拉尔中部的钛谷特别经济区开办钛产品加工合资企业。在此之前,VSMPO新科技公司(VSMPO New Technologies)已率先入驻该特别经济区。据VSMPO-AVISMA公司董事长Mikhail Voevodin透露,目前VSMPO新科技公司已经完成车间内
2016, 33(6).
摘要:
目前,高附加值机加工钛产品在俄罗斯VSMPO-AVISMA公司众多钛产品中已占据越来越多的份额,并且随着俄罗斯VSMPO-AVISMA公司与国际航空工业合作的不断加深,其产量将会进一步增长。提高高附加值钛产品份额已成为VSMPO-AVISMA公司的战略目标,预计5年以后,模锻件产品产量将占到公司全部产品产量的40%。
目前,高附加值机加工钛产品在俄罗斯VSMPO-AVISMA公司众多钛产品中已占据越来越多的份额,并且随着俄罗斯VSMPO-AVISMA公司与国际航空工业合作的不断加深,其产量将会进一步增长。提高高附加值钛产品份额已成为VSMPO-AVISMA公司的战略目标,预计5年以后,模锻件产品产量将占到公司全部产品产量的40%。
2016, 33(6).
摘要:
2016年11月1—6日,俄罗斯VSMPO-AVISMA公司参加了在中国珠海举办的国际航空航天展。展会期间,VSMPO-AVISMA公司代表与中国航空制造企业和发动机制造企业代表进行了合作洽谈。VSMPO-AVISMA公司展出的模锻件、粗加工坯料、铝和钛半成品等产品吸引了众多观展者。目前,
2016年11月1—6日,俄罗斯VSMPO-AVISMA公司参加了在中国珠海举办的国际航空航天展。展会期间,VSMPO-AVISMA公司代表与中国航空制造企业和发动机制造企业代表进行了合作洽谈。VSMPO-AVISMA公司展出的模锻件、粗加工坯料、铝和钛半成品等产品吸引了众多观展者。目前,
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摘要:
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司被巴西航空工业公司授予2016年度最佳供应商,颁奖典礼在圣若泽多斯坎波斯隆重举行,来自120多家企业的代表出席了此次颁奖典礼。巴西航空工业公司已跻身世界四大民用飞机制造商之列,是世界上支线喷气客机的最大生产商。
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司被巴西航空工业公司授予2016年度最佳供应商,颁奖典礼在圣若泽多斯坎波斯隆重举行,来自120多家企业的代表出席了此次颁奖典礼。巴西航空工业公司已跻身世界四大民用飞机制造商之列,是世界上支线喷气客机的最大生产商。
2016, 33(6).
摘要:
由Saraf Group筹建的,位于奥里萨邦甘贾姆县的印度首个钛项目于2016年11月2日进入试生产阶段。Saraf Group董事A.R.Mehta表示,该项目将于接下来几个月内全面投产,预期年产钛渣36 000 t、生铁20 000 t。Saraf Group为该项目第一阶段投资35亿卢比,主要用于建立钛渣生产线。生产钛渣的原料钛铁矿
由Saraf Group筹建的,位于奥里萨邦甘贾姆县的印度首个钛项目于2016年11月2日进入试生产阶段。Saraf Group董事A.R.Mehta表示,该项目将于接下来几个月内全面投产,预期年产钛渣36 000 t、生铁20 000 t。Saraf Group为该项目第一阶段投资35亿卢比,主要用于建立钛渣生产线。生产钛渣的原料钛铁矿
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摘要:
日本钛协会建筑工作小组介绍了2015年钛作为建筑材料的应用实例。日本东京都大田区的大林寺正堂和客殿的大修工程中,采用了耐久性及耐震性优良的钛屋顶,钛板厚度为0.3 mm。正堂屋顶像真瓦一样,山墙具有唐代风格,客殿屋顶呈一字形瓦片状。正堂屋顶面积为354 m2,表面经过Al2O3喷丸处理。客殿屋顶面积为587 m2,表面经过辊轧毛面处理。日本千叶县成田市的宗吾灵堂大本坊的屋顶也
日本钛协会建筑工作小组介绍了2015年钛作为建筑材料的应用实例。日本东京都大田区的大林寺正堂和客殿的大修工程中,采用了耐久性及耐震性优良的钛屋顶,钛板厚度为0.3 mm。正堂屋顶像真瓦一样,山墙具有唐代风格,客殿屋顶呈一字形瓦片状。正堂屋顶面积为354 m2,表面经过Al2O3喷丸处理。客殿屋顶面积为587 m2,表面经过辊轧毛面处理。日本千叶县成田市的宗吾灵堂大本坊的屋顶也
