2017年第34卷第2期文章目次
2017, 34(2).
摘要:
据中国航空报2017年3月9日报道，江西省科技厅组织相关专家组一行到中航工业昌河飞机工业（集团）有限责任公司（以下简称“昌飞”），对昌飞承担的江西省科技支撑计划重大项目“直升机钛合金桨毂零件关键过渡表面长寿命光整加工技术研究”进行验收评审。验收项目组听取了昌飞公司关于该项目验收的财务报告、财政科技支出项目绩效自评报告、工作报告和技术报告，并查阅了相关材料。
据中国航空报2017年3月9日报道，江西省科技厅组织相关专家组一行到中航工业昌河飞机工业（集团）有限责任公司（以下简称“昌飞”），对昌飞承担的江西省科技支撑计划重大项目“直升机钛合金桨毂零件关键过渡表面长寿命光整加工技术研究”进行验收评审。验收项目组听取了昌飞公司关于该项目验收的财务报告、财政科技支出项目绩效自评报告、工作报告和技术报告，并查阅了相关材料。
2017, 34(2).
摘要:
2017年2月28日，中国航空制造技术研究院（以下简称“中航制造院”）与西北有色金属研究院（以下简称“西北院”）战略合作协议在西北院顺利签署。中航制造院李志强院长和西北院张平祥院长出席签字仪式并代表双方签署协议。会上，李志强院长介绍了中航制造院的基本情况，对西北院的科技创新和成果转化，特别是在钛及钛合金材料研制和规模化生产等方面给与了高度评价，充分肯定了双方在航空用钛合金新型材料制备和应用等方面的合作成果。张平祥院长介绍了西北院钛合金领域科研和产业化取得的最新进展，以及未来的发展方向。
2017年2月28日，中国航空制造技术研究院（以下简称“中航制造院”）与西北有色金属研究院（以下简称“西北院”）战略合作协议在西北院顺利签署。中航制造院李志强院长和西北院张平祥院长出席签字仪式并代表双方签署协议。会上，李志强院长介绍了中航制造院的基本情况，对西北院的科技创新和成果转化，特别是在钛及钛合金材料研制和规模化生产等方面给与了高度评价，充分肯定了双方在航空用钛合金新型材料制备和应用等方面的合作成果。张平祥院长介绍了西北院钛合金领域科研和产业化取得的最新进展，以及未来的发展方向。
2017, 34(2).
摘要:
据宝钛集团官网2017年3月2日报道，中国航天科技集团公司举行了航天型号物资优秀供应商座谈会，宝钛股份被评为2014--2015年度中国航天优秀供应商。宝钛股份副总经理赵建民参会领取了优秀供应商奖牌，并作为优秀供应商代表发言。据悉，宝钛股份既是钛材唯一的优秀供应商，也是唯一连续三届荣获中国航天科技集团公司优秀供应商的企业。
据宝钛集团官网2017年3月2日报道，中国航天科技集团公司举行了航天型号物资优秀供应商座谈会，宝钛股份被评为2014--2015年度中国航天优秀供应商。宝钛股份副总经理赵建民参会领取了优秀供应商奖牌，并作为优秀供应商代表发言。据悉，宝钛股份既是钛材唯一的优秀供应商，也是唯一连续三届荣获中国航天科技集团公司优秀供应商的企业。
2017, 34(2).
摘要:
2017年3月10—11日，中石油、中海油、唐山海清源科技股份有限公司、睿智钢业有限公司等企业高管，前往钒钛科技孵化加速器项目施工现场、攀钢集团有限公司海绵钛分公司、攀钢集团钒业有限公司等地，实地考察攀枝花石油天然气专用钛合金管项目，并与攀枝花钒钛高新技术产业开发区举行了合作交流暨融资促进会。
2017年3月10—11日，中石油、中海油、唐山海清源科技股份有限公司、睿智钢业有限公司等企业高管，前往钒钛科技孵化加速器项目施工现场、攀钢集团有限公司海绵钛分公司、攀钢集团钒业有限公司等地，实地考察攀枝花石油天然气专用钛合金管项目，并与攀枝花钒钛高新技术产业开发区举行了合作交流暨融资促进会。
2017, 34(2).
摘要:
据俄罗斯生意新闻网报道，俄罗斯VSMPO-AVISMA公司2016年净利润为266亿卢布，较2015年的148亿卢布增长了80％；销售总额为762亿卢布，较2015年增长了4．9％。
据俄罗斯生意新闻网报道，俄罗斯VSMPO-AVISMA公司2016年净利润为266亿卢布，较2015年的148亿卢布增长了80％；销售总额为762亿卢布，较2015年增长了4．9％。
2017, 34(2).
摘要:
日本神户制钢公司于2017年1月宣布，公司研制的钛合金锻件已通过IHI公司认证，可用于生产大型喷气发动机的轴部件。用于加工发动机轴、盘等旋转部件的钛合金锻件必须具有极高的质量，神户制钢公司经过三年的努力，所研制出的此类钛合金锻件产品顺利获得IHI公司认证，并开始大批量生产。
日本神户制钢公司于2017年1月宣布，公司研制的钛合金锻件已通过IHI公司认证，可用于生产大型喷气发动机的轴部件。用于加工发动机轴、盘等旋转部件的钛合金锻件必须具有极高的质量，神户制钢公司经过三年的努力，所研制出的此类钛合金锻件产品顺利获得IHI公司认证，并开始大批量生产。
2017, 34(2).
摘要:
日本东邦钛公司2016年4—12月累计营业额为237．29亿日元，较2015年同期减少31．3％，营业利润为29．56亿日元，较2015年同期减少8．0％。其中，钛事业部2016年4—12月的销售额为140．58亿日元，营业利润为14．77亿日元。
日本东邦钛公司2016年4—12月累计营业额为237．29亿日元，较2015年同期减少31．3％，营业利润为29．56亿日元，较2015年同期减少8．0％。其中，钛事业部2016年4—12月的销售额为140．58亿日元，营业利润为14．77亿日元。
2017, 34(2).
摘要:
挪威一家金属增材制造公司Norsk Titanium（以下简称NTi）2017年4月10日宣布，该公司接到了来自波音公司的关于3D打印钛结构件的采购订单。NTi公司将利用特有的快速等离子体沉积（RPDTM）工艺进行生产。波音公司对这些钛结构件进行了设计，并在整个开发过程中与NTi公司开展了紧密的合作。为了确保这些结构件可以在波音787梦想客机上使用，波音公司和NTi公司进行了严格的测试.
挪威一家金属增材制造公司Norsk Titanium（以下简称NTi）2017年4月10日宣布，该公司接到了来自波音公司的关于3D打印钛结构件的采购订单。NTi公司将利用特有的快速等离子体沉积（RPDTM）工艺进行生产。波音公司对这些钛结构件进行了设计，并在整个开发过程中与NTi公司开展了紧密的合作。为了确保这些结构件可以在波音787梦想客机上使用，波音公司和NTi公司进行了严格的测试.
2017, 34(2).
摘要:
日本大阪钛科技公司2016年4—12月累计营业额为280．05亿日元，较2015年同期减少12．8％；营业利润为5．2亿日元。其中，钛事业部2016年4-12月的销售额为181．09亿日元，较2015年同期减少16．9％。
日本大阪钛科技公司2016年4—12月累计营业额为280．05亿日元，较2015年同期减少12．8％；营业利润为5．2亿日元。其中，钛事业部2016年4-12月的销售额为181．09亿日元，较2015年同期减少16．9％。
2017, 34(2).
摘要:
研究了添加少量的Fe元素（〈0.2%,质量分数）对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金（TA15-Fe）的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明：添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。
研究了添加少量的Fe元素（〈0.2%,质量分数）对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金（TA15-Fe）的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明：添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。
2017, 34(2).
摘要:
为了探究Ti55531合金的可旋压性能,采用热模拟压缩试验,研究了全β相固溶态Ti55531合金在α＋β相区、β相区及相变点Tβ共7个温度点及0.01、0.1、1 s-13个应变速率下的单向热压缩变形特性。结果表明：Ti55531合金流变应力随应变速率的增大和变形温度的降低而增大;流变应力随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳。650-800℃是该合金合理的旋压温度范围。在650-800℃,0.01、0.1、1 s-1变形条件下,该合金的最大径向旋压力小于所用设备的最大径向推力,可以结合实际工件尺寸精度及表面质量等方面的要求调整变形速率。Ti55531合金的高温变形特性可用Sellar和Mc Tegart提出的双曲正弦模型来描述。结合旋压工艺参数,获得全β相固溶态Ti55531合金在α＋β两相区变形的本构方程,为后续有限元数值模拟分析及热旋工艺制定提供理论基础及试验依据。
为了探究Ti55531合金的可旋压性能,采用热模拟压缩试验,研究了全β相固溶态Ti55531合金在α＋β相区、β相区及相变点Tβ共7个温度点及0.01、0.1、1 s-13个应变速率下的单向热压缩变形特性。结果表明：Ti55531合金流变应力随应变速率的增大和变形温度的降低而增大;流变应力随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳。650-800℃是该合金合理的旋压温度范围。在650-800℃,0.01、0.1、1 s-1变形条件下,该合金的最大径向旋压力小于所用设备的最大径向推力,可以结合实际工件尺寸精度及表面质量等方面的要求调整变形速率。Ti55531合金的高温变形特性可用Sellar和Mc Tegart提出的双曲正弦模型来描述。结合旋压工艺参数,获得全β相固溶态Ti55531合金在α＋β两相区变形的本构方程,为后续有限元数值模拟分析及热旋工艺制定提供理论基础及试验依据。
2017, 34(2).
摘要:
研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α＋β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α＋β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。
研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α＋β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α＋β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。
2017, 34(2).
摘要:
研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明：与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下（750℃×1 h/AC）,当时效温度为500℃时,时效8-24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360-1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340-2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC＋450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。
研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明：与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下（750℃×1 h/AC）,当时效温度为500℃时,时效8-24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360-1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340-2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC＋450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。
2017, 34(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2016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,指出：钛行业同仁应群策群力,加大力度开展航空发动机用高温钛合金、船舶及海洋用钛合金、低成本高性能钛合金的研发及工程化应用,完善钛合金相关标准的建立及修订,并提高海绵钛及中间合金产品的稳定性。
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2016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,指出：钛行业同仁应群策群力,加大力度开展航空发动机用高温钛合金、船舶及海洋用钛合金、低成本高性能钛合金的研发及工程化应用,完善钛合金相关标准的建立及修订,并提高海绵钛及中间合金产品的稳定性。
2017, 34(2).
摘要:
开发高强韧钛合金是钛合金材料发展最为重要的方向,由于高强韧钛合金中添加了大量β稳定元素,使得该类合金的形变机制非常复杂。主要从滑移、孪生及应力诱发马氏体相变方面概述了高强韧钛合金的室温形变机制,并根据高强韧钛合金室温形变机制研究现状提出建议：不仅要研究单轴加载下的形变行为,更要考虑实际工况中不同载荷方式下材料的形变机制;另外,引起材料及构件断裂往往是微区组织的非均匀塑性变形累积产生微裂纹导致,因此,重点研究形变损伤过程中合金微区组织的形变机制,是揭示高强韧钛合金室温形变机制的关键。
开发高强韧钛合金是钛合金材料发展最为重要的方向,由于高强韧钛合金中添加了大量β稳定元素,使得该类合金的形变机制非常复杂。主要从滑移、孪生及应力诱发马氏体相变方面概述了高强韧钛合金的室温形变机制,并根据高强韧钛合金室温形变机制研究现状提出建议：不仅要研究单轴加载下的形变行为,更要考虑实际工况中不同载荷方式下材料的形变机制;另外,引起材料及构件断裂往往是微区组织的非均匀塑性变形累积产生微裂纹导致,因此,重点研究形变损伤过程中合金微区组织的形变机制,是揭示高强韧钛合金室温形变机制的关键。
2017, 34(2).
摘要:
以NaOH为溶剂,利用水热法在医用钛表面制备了TiO2纳米棒,系统研究了水热温度对产物的影响以及TiO2纳米棒的生长机制。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和接触角测定仪分析钛表面生成产物的形貌、物相组成和钛表面与水的接触角。结果表明,水热过程中,温度决定了产物的结构和形貌。当NaOH浓度为5 mol/L、热处理温度为450℃、水热温度为130℃时,钛表面可以生成分布及尺寸均匀、长度基本一致的TiO2纳米棒,其长度约为200 nm,直径约为20 nm,有望最大限度地提高钛植入材料的生物活性。
以NaOH为溶剂,利用水热法在医用钛表面制备了TiO2纳米棒,系统研究了水热温度对产物的影响以及TiO2纳米棒的生长机制。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和接触角测定仪分析钛表面生成产物的形貌、物相组成和钛表面与水的接触角。结果表明,水热过程中,温度决定了产物的结构和形貌。当NaOH浓度为5 mol/L、热处理温度为450℃、水热温度为130℃时,钛表面可以生成分布及尺寸均匀、长度基本一致的TiO2纳米棒,其长度约为200 nm,直径约为20 nm,有望最大限度地提高钛植入材料的生物活性。
2017, 34(2).
摘要:
在磁控溅射镀膜过程中,纯钛靶材会在辉光放电中受到离子轰击而迅速升温,可能会导致靶材或永磁体等关键部件毁坏,为保证钛靶的正常工作温度以及溅射过程的稳定性,需要通过水冷等方式来降温。为了研究水冷过程中不同冷却结构对钛靶换热效率的影响,从增大换热面积和增加水流的湍流效果出发设计冷却通道结构,通过改变水流入口速度以及进出口的方向来获得最优的冷却系统结构。结果表明：平面冷却通道的换热效果优于蛇形冷却通道,且钛靶表面凸起结构能有效增加水流湍流效果;对于任意冷却结构来说,随着入口水流速度的增加,钛靶表面最高温度明显降低;水流进出口沿着冷却内腔切向方向且呈相对平行时,冷却系统的换热效果最优,钛靶表面温度分布也更为均匀。
在磁控溅射镀膜过程中,纯钛靶材会在辉光放电中受到离子轰击而迅速升温,可能会导致靶材或永磁体等关键部件毁坏,为保证钛靶的正常工作温度以及溅射过程的稳定性,需要通过水冷等方式来降温。为了研究水冷过程中不同冷却结构对钛靶换热效率的影响,从增大换热面积和增加水流的湍流效果出发设计冷却通道结构,通过改变水流入口速度以及进出口的方向来获得最优的冷却系统结构。结果表明：平面冷却通道的换热效果优于蛇形冷却通道,且钛靶表面凸起结构能有效增加水流湍流效果;对于任意冷却结构来说,随着入口水流速度的增加,钛靶表面最高温度明显降低;水流进出口沿着冷却内腔切向方向且呈相对平行时,冷却系统的换热效果最优,钛靶表面温度分布也更为均匀。
2017, 34(2).
摘要:
日本大同特殊钢公司自1994年于世界上首次用TiAl合金制造了商用汽车涡轮增压器的涡轮以来,已经生产了超过12000个TiAl合金涡轮。但随着燃耗要求的不断提高,汽车涡轮发动机必须承受更高的排气温度,特别是承受直接排气的涡轮及壳体的耐用温度要求高达1500℃,因此又开发了具有更高耐热性的柴油发动机及低温汽油发动机用的DAT-TA1合金和高温汽油发动机用的DAT-TA2合金。
日本大同特殊钢公司自1994年于世界上首次用TiAl合金制造了商用汽车涡轮增压器的涡轮以来,已经生产了超过12000个TiAl合金涡轮。但随着燃耗要求的不断提高,汽车涡轮发动机必须承受更高的排气温度,特别是承受直接排气的涡轮及壳体的耐用温度要求高达1500℃,因此又开发了具有更高耐热性的柴油发动机及低温汽油发动机用的DAT-TA1合金和高温汽油发动机用的DAT-TA2合金。
20 钛合金牙种植体焊缝的表征
2017, 34(2).
摘要:
钛及钛合金具有高的生物相容性、低密度、良好的力学性能以及优良的抗腐蚀能力，是生物医用领域的首选金属。钛基合金在牙科领域已有广泛应用，它们的焊接能力也成为该领域的热议主题。当前钛基合金牙种植体的焊接问题主要是热影响区的形成以及钛在高温下易与氧、氢、氮发生反应，这些都会对种植体的长期使用造成影响。
钛及钛合金具有高的生物相容性、低密度、良好的力学性能以及优良的抗腐蚀能力，是生物医用领域的首选金属。钛基合金在牙科领域已有广泛应用，它们的焊接能力也成为该领域的热议主题。当前钛基合金牙种植体的焊接问题主要是热影响区的形成以及钛在高温下易与氧、氢、氮发生反应，这些都会对种植体的长期使用造成影响。
2017, 34(2).
摘要:
钛合金热氢处理技术可以通过调整显微组织来提高近净成形钛合金产品的力学性能。氢作为间隙元素通常存在于局部应力集中区,引起晶格膨胀或扭曲变形。热氢处理技术发展至今,尽管已经十分成熟,但由于β型钛合金组织复杂且对热处理敏感等原因,使得该项技术在β型钛合金中的应用较少。
钛合金热氢处理技术可以通过调整显微组织来提高近净成形钛合金产品的力学性能。氢作为间隙元素通常存在于局部应力集中区,引起晶格膨胀或扭曲变形。热氢处理技术发展至今,尽管已经十分成熟,但由于β型钛合金组织复杂且对热处理敏感等原因,使得该项技术在β型钛合金中的应用较少。
2017, 34(2).
摘要:
人工股关节植入物用金属材料一般采用不锈钢、钛合金、co—cr合金等，但这些高杨氏模量的材料在使用中由于负荷的偏移，易导致骨萎缩现象。为此，开发了杨氏模量与骨相近的新合金TiNbSn。日本东北大学的研究小组以TiNbSn合金为原料，用阳极氧化法（AO）在其表面附着TiO2层，并研究其生物相容性。
人工股关节植入物用金属材料一般采用不锈钢、钛合金、co—cr合金等，但这些高杨氏模量的材料在使用中由于负荷的偏移，易导致骨萎缩现象。为此，开发了杨氏模量与骨相近的新合金TiNbSn。日本东北大学的研究小组以TiNbSn合金为原料，用阳极氧化法（AO）在其表面附着TiO2层，并研究其生物相容性。
2017, 34(2).
摘要:
近β型Ti-5553合金因具有低密度、高强度以及良好的高周疲劳性能,在航空航天领域受到关注,目前已被用做波音公司787型客机的起落架材料。生产Ti-5553合金零部件的传统方法包括一系列的热加工及热处理过程,已不能满足对零部件定制化生产日渐增长的需求。因此,增材制造技术就显得越来越重要。
近β型Ti-5553合金因具有低密度、高强度以及良好的高周疲劳性能,在航空航天领域受到关注,目前已被用做波音公司787型客机的起落架材料。生产Ti-5553合金零部件的传统方法包括一系列的热加工及热处理过程,已不能满足对零部件定制化生产日渐增长的需求。因此,增材制造技术就显得越来越重要。
2017, 34(2).
摘要:
2017年2月28日，国核示范电站CAP1400凝汽器用国产钛焊管项目开工仪式在湖南湘投金天新材料有限公司举行。东方汽轮机有限公司宣布项目正式开工启动，国核工程有限公司、山东电力工程咨询院有限公司、上海中监电气监检有限公司、湖南湘投金天科技集团、益阳（国家）高新技术产业开发区、中国核能行业协会等单位相关领导、专家参加了项目开工仪式。
2017年2月28日，国核示范电站CAP1400凝汽器用国产钛焊管项目开工仪式在湖南湘投金天新材料有限公司举行。东方汽轮机有限公司宣布项目正式开工启动，国核工程有限公司、山东电力工程咨询院有限公司、上海中监电气监检有限公司、湖南湘投金天科技集团、益阳（国家）高新技术产业开发区、中国核能行业协会等单位相关领导、专家参加了项目开工仪式。
