2017年第34卷第5期文章目次
2017, 34(5).
摘要:
综述了钛及钛合金薄板的塑性及冲压成形性,在此基础上研究了钛板冲压成形的影响因素,着重分析了压边力、模具尺寸对钛板冲压成形的影响。然后介绍了有限元模拟的基本原理及壳单元、本构方程的选择,并利用DYNAFORM软件模拟了TA2纯钛半球形工件的成形过程,并对压边力进行优化,得出最适压边力范围为27~37 k N。
综述了钛及钛合金薄板的塑性及冲压成形性,在此基础上研究了钛板冲压成形的影响因素,着重分析了压边力、模具尺寸对钛板冲压成形的影响。然后介绍了有限元模拟的基本原理及壳单元、本构方程的选择,并利用DYNAFORM软件模拟了TA2纯钛半球形工件的成形过程,并对压边力进行优化,得出最适压边力范围为27~37 k N。
2017, 34(5).
摘要:
介绍了全球钛白供需现状,包括主要产地、生产工艺、主要企业的钛白产能、产量分布及钛白产品的消费地区、消费行业,并根据该现状对今后的发展趋势做出了预测,认为未来两年全球钛白供需将逐渐趋于平衡。重点介绍了中国钛白供需现状,并对未来两年的供需格局进行了预测,认为中国钛白市场受供给侧改革及环保政策的持续加压,市场供需矛盾会较此前有所缓解,但短期内仍未能彻底解决供大于求的问题。
介绍了全球钛白供需现状,包括主要产地、生产工艺、主要企业的钛白产能、产量分布及钛白产品的消费地区、消费行业,并根据该现状对今后的发展趋势做出了预测,认为未来两年全球钛白供需将逐渐趋于平衡。重点介绍了中国钛白供需现状,并对未来两年的供需格局进行了预测,认为中国钛白市场受供给侧改革及环保政策的持续加压,市场供需矛盾会较此前有所缓解,但短期内仍未能彻底解决供大于求的问题。
2017, 34(5).
摘要:
由于未考虑参数敏感性,经典的5参数Johnson-Cook模型在描述Ti-6Al-4V合金的动态力学响应时,会萎缩为少于5参数的模型。此外,该模型未考虑参数的耦合效应,一组参数仅仅需要在特定应变率和温度条件下的一条实验曲线就可以拟合得到,而所得参数在预测其他条件下的实验曲线时会遇到挑战。首先通过拉丁超立方抽样和Spearman秩相关分析理论结合的方法,对经典Johnson-Cook模型进行参数敏感度分析,得出5参数敏感度相当的合理取值范围并将其作为初始搜索区间。然后结合遗传算法对5个材料参数进行全局最优搜索,得到考虑5参数相互耦合变化的优化值。优化后的模型能够较好地预测Ti-6Al-4V合金在低应变率、不同温度下的应力-应变关系。此外,采用上述方法,并将材料参数考虑为温度的函数,预测了高应变率、不同温度下Ti-6Al-4V合金的力学行为,结果与实验值吻合。
由于未考虑参数敏感性,经典的5参数Johnson-Cook模型在描述Ti-6Al-4V合金的动态力学响应时,会萎缩为少于5参数的模型。此外,该模型未考虑参数的耦合效应,一组参数仅仅需要在特定应变率和温度条件下的一条实验曲线就可以拟合得到,而所得参数在预测其他条件下的实验曲线时会遇到挑战。首先通过拉丁超立方抽样和Spearman秩相关分析理论结合的方法,对经典Johnson-Cook模型进行参数敏感度分析,得出5参数敏感度相当的合理取值范围并将其作为初始搜索区间。然后结合遗传算法对5个材料参数进行全局最优搜索,得到考虑5参数相互耦合变化的优化值。优化后的模型能够较好地预测Ti-6Al-4V合金在低应变率、不同温度下的应力-应变关系。此外,采用上述方法,并将材料参数考虑为温度的函数,预测了高应变率、不同温度下Ti-6Al-4V合金的力学行为,结果与实验值吻合。
2017, 34(5).
摘要:
TC16钛合金棒材在冷镦成形方面具有较大的加工和应用优势,棒材组织形貌对最终紧固件冷镦成形性有直接影响。采用不同加工方式、不同变形温度和热处理制度获得了不同组织状态的TC16钛合金小规格棒丝材,通过紧固件冷镦成形实验,研究了显微组织对冷镦成形性能的影响。结果表明,TC16钛合金丝棒材冷镦过程中的组织变形主要是纵向金属扁平化和破碎挤压的过程;纵向为等轴组织或者网篮组织的TC16钛合金棒丝材,在冷镦过程中纵向变形均匀,冷镦过程顺利;纵向为拉长组织的TC16钛合金棒丝材在冷镦过程中易产生裂纹。
TC16钛合金棒材在冷镦成形方面具有较大的加工和应用优势,棒材组织形貌对最终紧固件冷镦成形性有直接影响。采用不同加工方式、不同变形温度和热处理制度获得了不同组织状态的TC16钛合金小规格棒丝材,通过紧固件冷镦成形实验,研究了显微组织对冷镦成形性能的影响。结果表明,TC16钛合金丝棒材冷镦过程中的组织变形主要是纵向金属扁平化和破碎挤压的过程;纵向为等轴组织或者网篮组织的TC16钛合金棒丝材,在冷镦过程中纵向变形均匀,冷镦过程顺利;纵向为拉长组织的TC16钛合金棒丝材在冷镦过程中易产生裂纹。
2017, 34(5).
摘要:
采用β热模锻工艺生产了某型号航空发动机压气机用TC17钛合金整体叶盘,分析了整体叶盘的显微组织并测试了力学性能。结果表明,β热模锻工艺生产的整体叶盘具有典型的网篮组织,原始β晶粒沿变形方向拉长,无明显再结晶;晶界α相呈弯折断续分布,晶内针状α相呈网篮状编织。这种网篮组织的TC17钛合金β锻造整体叶盘具有较优的综合力学性能,室温拉伸、高温拉伸、蠕变、断裂韧性和高周疲劳性能均符合设计要求,且有较大的富裕量。
采用β热模锻工艺生产了某型号航空发动机压气机用TC17钛合金整体叶盘,分析了整体叶盘的显微组织并测试了力学性能。结果表明,β热模锻工艺生产的整体叶盘具有典型的网篮组织,原始β晶粒沿变形方向拉长,无明显再结晶;晶界α相呈弯折断续分布,晶内针状α相呈网篮状编织。这种网篮组织的TC17钛合金β锻造整体叶盘具有较优的综合力学性能,室温拉伸、高温拉伸、蠕变、断裂韧性和高周疲劳性能均符合设计要求,且有较大的富裕量。
2017, 34(5).
摘要:
等离子焊箱是制备真空电弧熔炼用钛及钛合金自耗电极的重要设备。为了满足铸锭单重和产量增加对自耗电极制备能力的要求,研发了双工位等离子焊箱。该焊箱使用2套独立的焊接炉室,但共用1套冷却水、真空充氩系统,且由1套电控系统控制。基于现场总线,采用模块化控制结构研制了双工位等离子焊箱的电控系统,成功解决了双工位独立操作及联锁互锁控制的技术难点。实际运行效果达到了预期目标。
等离子焊箱是制备真空电弧熔炼用钛及钛合金自耗电极的重要设备。为了满足铸锭单重和产量增加对自耗电极制备能力的要求,研发了双工位等离子焊箱。该焊箱使用2套独立的焊接炉室,但共用1套冷却水、真空充氩系统,且由1套电控系统控制。基于现场总线,采用模块化控制结构研制了双工位等离子焊箱的电控系统,成功解决了双工位独立操作及联锁互锁控制的技术难点。实际运行效果达到了预期目标。
2017, 34(5).
摘要:
为提高一步法生产钒铝合金的回收率,研究了投料方式、杂质种类及含量、原料品位等对铝热反应过程及产品化学成分和回收率的影响。结果表明,投料时采用先密实处理再投料的模式,能够使反应原料之间紧密接触,密实程度均匀,产品损耗少;采用Fe、Si含量低的原料,能够减少喷溅现象,降低产品损耗;采用品位高的V2O5,能够加快反应速度,防止发生喷溅,且产品的杂质元素含量较低。
为提高一步法生产钒铝合金的回收率,研究了投料方式、杂质种类及含量、原料品位等对铝热反应过程及产品化学成分和回收率的影响。结果表明,投料时采用先密实处理再投料的模式,能够使反应原料之间紧密接触,密实程度均匀,产品损耗少;采用Fe、Si含量低的原料,能够减少喷溅现象,降低产品损耗;采用品位高的V2O5,能够加快反应速度,防止发生喷溅,且产品的杂质元素含量较低。
2017, 34(5).
摘要:
对Nb47Ti合金丝材进行了不同温度（750、800、850、900、950℃）的热处理,研究其微观组织结构、晶粒取向分布及性能的演变规律,结果表明：750℃×1 h/WQ热处理后的Nb47Ti合金具有最佳的强度与塑性匹配,其抗拉强度为586 MPa、断后伸长率为31.3%,断面收缩率为90.87%,维氏硬度为1 573 MPa;随着热处理温度升高,Nb47Ti合金晶粒呈长大的趋势,平均晶粒尺寸从29.3μm增加到89.8μm;热处理会明显改变Nb47Ti合金的取向差分布。
对Nb47Ti合金丝材进行了不同温度（750、800、850、900、950℃）的热处理,研究其微观组织结构、晶粒取向分布及性能的演变规律,结果表明：750℃×1 h/WQ热处理后的Nb47Ti合金具有最佳的强度与塑性匹配,其抗拉强度为586 MPa、断后伸长率为31.3%,断面收缩率为90.87%,维氏硬度为1 573 MPa;随着热处理温度升高,Nb47Ti合金晶粒呈长大的趋势,平均晶粒尺寸从29.3μm增加到89.8μm;热处理会明显改变Nb47Ti合金的取向差分布。
2017, 34(5).
摘要:
针对钛表面辉光无氢渗碳技术中的电极结构,通过对辉光放电状态下等离子体中电子的作用分析,计算并优化了石墨源极与钛工件极距离、工件极和源极尺寸以及放电气体压力的数值,得出源极与工件极距离为20~40 mm,工件极的尺寸大于20 mm,源极的尺寸大于40 mm,放电气体分压大于20 Pa时,可以使电子未碰撞及几率几乎为零,能够实现石墨源极的高效溅射,并通过试验对上述结果进行了论证。
针对钛表面辉光无氢渗碳技术中的电极结构,通过对辉光放电状态下等离子体中电子的作用分析,计算并优化了石墨源极与钛工件极距离、工件极和源极尺寸以及放电气体压力的数值,得出源极与工件极距离为20~40 mm,工件极的尺寸大于20 mm,源极的尺寸大于40 mm,放电气体分压大于20 Pa时,可以使电子未碰撞及几率几乎为零,能够实现石墨源极的高效溅射,并通过试验对上述结果进行了论证。
2017, 34(5).
摘要:
脊椎固定器在较狭窄的手术视野中应能够随着脊椎侧弯的程度进行简单的形变，且不应产生大的回弹。然而为了抑制应力屏蔽效应，又要求其具有低的弹性模量。
脊椎固定器在较狭窄的手术视野中应能够随着脊椎侧弯的程度进行简单的形变，且不应产生大的回弹。然而为了抑制应力屏蔽效应，又要求其具有低的弹性模量。
2017, 34(5).
摘要:
Ti-6Al-7Nb合金与Ti-15Al-4V合金相似，但是具有更强的惰性，是专为医疗应用而设计的。然而，与Ti-15Al-4V合金不同的是，该合金为近α型合金，β相含量小于5％。
Ti-6Al-7Nb合金与Ti-15Al-4V合金相似，但是具有更强的惰性，是专为医疗应用而设计的。然而，与Ti-15Al-4V合金不同的是，该合金为近α型合金，β相含量小于5％。
2017, 34(5).
摘要:
工业纯钛因具有优异的生物相容性，是生物医学领域中较有前途的材料，然而强度不足限制了其应用。早在20世纪80年代，等通道转角挤压（ECAP）工艺就能够通过制备超细晶结构从而提高材料强度，这使得工业纯钛在生物医学领域中的应用得以推进。
工业纯钛因具有优异的生物相容性，是生物医学领域中较有前途的材料，然而强度不足限制了其应用。早在20世纪80年代，等通道转角挤压（ECAP）工艺就能够通过制备超细晶结构从而提高材料强度，这使得工业纯钛在生物医学领域中的应用得以推进。
2017, 34(5).
摘要:
亚稳卢型钛合金由β相向α”相转变的应力诱发马氏体相变及其逆相变的过程中表现出超弹性，使其作为新的无镍形状记忆合金，前景备受期待。
亚稳卢型钛合金由β相向α”相转变的应力诱发马氏体相变及其逆相变的过程中表现出超弹性，使其作为新的无镍形状记忆合金，前景备受期待。
2017, 34(5).
摘要:
喷丸、喷砂、机械研磨、超声纳米表面改性、旋转超声喷丸及其他表面纳米化处理技术是近年来研究的热点。M．Wen等研究了利用机械研磨技术获得纯钛细晶的方法，S．Dai等通过高能喷丸将纯钛的屈服强度提高了150MPa。
喷丸、喷砂、机械研磨、超声纳米表面改性、旋转超声喷丸及其他表面纳米化处理技术是近年来研究的热点。M．Wen等研究了利用机械研磨技术获得纯钛细晶的方法，S．Dai等通过高能喷丸将纯钛的屈服强度提高了150MPa。
2017, 34(5).
摘要:
为贯彻落实《新材料产业发展指南》，做好重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作，工业和信息化部于9月12日印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017年版）》。
为贯彻落实《新材料产业发展指南》，做好重点新材料首批次应用保险补偿机制试点工作，工业和信息化部于9月12日印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017年版）》。
2017, 34(5).
摘要:
9月7日，湖北省武穴市人民政府与香港南洋星国际集团举行了钛文化产业园项目投资协议签约仪式，总投资20亿元的钛文化产业园项目将落户湖北省武穴市。
9月7日，湖北省武穴市人民政府与香港南洋星国际集团举行了钛文化产业园项目投资协议签约仪式，总投资20亿元的钛文化产业园项目将落户湖北省武穴市。
2017, 34(5).
摘要:
据中国科学院金属研究所网站7月12日报道，钛合金部复合材料课题组研制的全尺寸SiC纤维增强钛基复合材料环件已在浙江大学进行了地面强度验证试验，试验结果符合设计预期。
据中国科学院金属研究所网站7月12日报道，钛合金部复合材料课题组研制的全尺寸SiC纤维增强钛基复合材料环件已在浙江大学进行了地面强度验证试验，试验结果符合设计预期。
2017, 34(5).
摘要:
2017年上半年，俄罗斯VSMPO—AVISMA公司钛销售量较2016年同期增长20．4％，由1．18×10^4t增长到了1．42×10^4t。然而，税收由之前的363．91亿卢布降到了362．32亿卢布，减少了0．4％；净利润由136．57亿卢布降到了87．93亿卢布，减少了35．6％。
2017年上半年，俄罗斯VSMPO—AVISMA公司钛销售量较2016年同期增长20．4％，由1．18×10^4t增长到了1．42×10^4t。然而，税收由之前的363．91亿卢布降到了362．32亿卢布，减少了0．4％；净利润由136．57亿卢布降到了87．93亿卢布，减少了35．6％。
2017, 34(5).
摘要:
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司目前正在进行酸洗车间的改造，投资4000万卢布用于工业安全升级，以确保各项指标符合俄罗斯新的危险化学品管理办法。VSMPO-AVISMA公司的3号车间将配备管材酸洗（盐酸／氢氟酸）以及表面酸洗精整（硝酸／氢氟酸）的新设备，酸洗过程中同时除去表面锈渍及污物。
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司目前正在进行酸洗车间的改造，投资4000万卢布用于工业安全升级，以确保各项指标符合俄罗斯新的危险化学品管理办法。VSMPO-AVISMA公司的3号车间将配备管材酸洗（盐酸／氢氟酸）以及表面酸洗精整（硝酸／氢氟酸）的新设备，酸洗过程中同时除去表面锈渍及污物。
2017, 34(5).
摘要:
澳大利亚贝斯矿业公司2017年8月28日对外宣布，位于肯尼亚的Kwale锆钛矿年利润出现回弹。截至2017年6月30日，公司年利润为2100万澳元，而上一年亏损了2090万澳元。
澳大利亚贝斯矿业公司2017年8月28日对外宣布，位于肯尼亚的Kwale锆钛矿年利润出现回弹。截至2017年6月30日，公司年利润为2100万澳元，而上一年亏损了2090万澳元。
2017, 34(5).
摘要:
空中客车公司在3D打印及航空制造领域又取得了一项突破性进展：成功在A350XWB系列飞机上使用了3D打印制造的钛支架。
空中客车公司在3D打印及航空制造领域又取得了一项突破性进展：成功在A350XWB系列飞机上使用了3D打印制造的钛支架。
2017, 34(5).
摘要:
Shimizu Tetsuhide等人首先对纯钛箔材的通电加热效果进行了基础性验证实验。开发了内藏通电加热电极的拉伸试验用夹具，并在万能力学试验机上对厚度为50μm的纯钛箔材进行不同方向、不同温度的拉伸试验，实验温度为25、300、450℃。结果表明，随着加热温度的提高，钛箔材在各方向的拉伸强度差异缩小。前，
Shimizu Tetsuhide等人首先对纯钛箔材的通电加热效果进行了基础性验证实验。开发了内藏通电加热电极的拉伸试验用夹具，并在万能力学试验机上对厚度为50μm的纯钛箔材进行不同方向、不同温度的拉伸试验，实验温度为25、300、450℃。结果表明，随着加热温度的提高，钛箔材在各方向的拉伸强度差异缩小。前，
2017, 34(5).
摘要:
2017年7月21日，陕西华镁特材高性能钛合金及变形镁合金制品产业化项目快速锻造生产线投产仪式在宝鸡眉县霸王河省级经济技术开发区举行。
2017年7月21日，陕西华镁特材高性能钛合金及变形镁合金制品产业化项目快速锻造生产线投产仪式在宝鸡眉县霸王河省级经济技术开发区举行。
