2020年第37卷第3期文章目次
2020, 37(3):1-5.
摘要:
利用光学显微镜、场发射扫描电镜和示波冲击试验机等研究了TC21钛合金在不同退火温度下的全片层组织演化规律和冲击韧性。结果表明：TC21钛合金经980 ℃固溶处理后，再经720、770、820 ℃退火处理，均能获得具有多层次特征的全片层组织。随着退火温度升高，TC21钛合金组织中α片层厚度、晶界α相厚度、α丛域尺寸都增大，而β晶粒尺寸基本保持不变。合金显微组织中小角度界面的比例随退火温度的升高而逐渐增加，冲击断裂过程中的裂纹形成功和扩展功也逐渐增大，且扩展功所占比例提高；断裂机制从穿晶断裂为主逐渐向沿晶界和丛域界断裂为主转变。
利用光学显微镜、场发射扫描电镜和示波冲击试验机等研究了TC21钛合金在不同退火温度下的全片层组织演化规律和冲击韧性。结果表明：TC21钛合金经980 ℃固溶处理后，再经720、770、820 ℃退火处理，均能获得具有多层次特征的全片层组织。随着退火温度升高，TC21钛合金组织中α片层厚度、晶界α相厚度、α丛域尺寸都增大，而β晶粒尺寸基本保持不变。合金显微组织中小角度界面的比例随退火温度的升高而逐渐增加，冲击断裂过程中的裂纹形成功和扩展功也逐渐增大，且扩展功所占比例提高；断裂机制从穿晶断裂为主逐渐向沿晶界和丛域界断裂为主转变。
2020, 37(3):6-9.
摘要:
通过对圆棒状缺口试样和无缺口光滑试样进行单向拉伸试验，研究了双态组织高Nb-TiAl合金的缺口敏感性。研究表明，缺口根半径R≥0.5 mm的U型试样和缺口角度60°、R≥1 mm的V型试样的抗拉强度RmN都大于光滑试样的抗拉强度Rm，缺口敏感度NSR均大于1，合金对缺口不敏感。当缺口类型相同时，缺口敏感性随缺口根半径R的减小而增大；V型缺口敏感性大于U型缺口；对于V型缺口试样，当R=0.5 mm时，其NSR在0.98~1.03之间，RmN在Rm附近波动，易出现缺口敏感。
通过对圆棒状缺口试样和无缺口光滑试样进行单向拉伸试验，研究了双态组织高Nb-TiAl合金的缺口敏感性。研究表明，缺口根半径R≥0.5 mm的U型试样和缺口角度60°、R≥1 mm的V型试样的抗拉强度RmN都大于光滑试样的抗拉强度Rm，缺口敏感度NSR均大于1，合金对缺口不敏感。当缺口类型相同时，缺口敏感性随缺口根半径R的减小而增大；V型缺口敏感性大于U型缺口；对于V型缺口试样，当R=0.5 mm时，其NSR在0.98~1.03之间，RmN在Rm附近波动，易出现缺口敏感。
2020, 37(3):10-14.
摘要:
采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了亚稳β钛合金TB17在α+β两相区固溶处理后的等温时效析出行为，并分析了次生α相的析出位置、尺寸、形态。结果表明：TB17钛合金在350 ℃等温时效时，发生β→ω相变，ω相呈椭圆状，尺寸在3~5 nm之间；在450 ℃和550 ℃等温时效过程中，主要发生β→α相变。α相首先在亚晶界和亚晶缺陷处形核并长大，最后形成细小的棒状α相，并且两相区固溶时所保留的大量亚晶界加快了时效过程中次生α相的析出响应。
采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了亚稳β钛合金TB17在α+β两相区固溶处理后的等温时效析出行为，并分析了次生α相的析出位置、尺寸、形态。结果表明：TB17钛合金在350 ℃等温时效时，发生β→ω相变，ω相呈椭圆状，尺寸在3~5 nm之间；在450 ℃和550 ℃等温时效过程中，主要发生β→α相变。α相首先在亚晶界和亚晶缺陷处形核并长大，最后形成细小的棒状α相，并且两相区固溶时所保留的大量亚晶界加快了时效过程中次生α相的析出响应。
2020, 37(3):15-19.
摘要:
以名义成分为Ti-6Al-4Sn-10Zr-1Mo-1Nb-1W-0.3Si的基体钛合金和3%(体积分数)TiBw增强高温钛基复合材料为研究对象，采用纳米压痕法对比分析了TiBw对基体的强化作用。结果表明：3%TiBw增强钛基复合材料基体的平均微区硬度为6.18 GPa，较无增强相的基体钛合金提升14.4%；通过分别对比不同厚度α层片处以及距离TiBw远近不同位置的硬度，发现TiBw增强高温钛基复合材料基体微区硬度的提升主要源于增强相TiBw引起的基体组织细化，以及靠近TiBw增强相区域的基体受压缩变形时易于受阻；添加TiBw后使得基体微观组织不均匀，导致硬度离散度较大。
以名义成分为Ti-6Al-4Sn-10Zr-1Mo-1Nb-1W-0.3Si的基体钛合金和3%(体积分数)TiBw增强高温钛基复合材料为研究对象，采用纳米压痕法对比分析了TiBw对基体的强化作用。结果表明：3%TiBw增强钛基复合材料基体的平均微区硬度为6.18 GPa，较无增强相的基体钛合金提升14.4%；通过分别对比不同厚度α层片处以及距离TiBw远近不同位置的硬度，发现TiBw增强高温钛基复合材料基体微区硬度的提升主要源于增强相TiBw引起的基体组织细化，以及靠近TiBw增强相区域的基体受压缩变形时易于受阻；添加TiBw后使得基体微观组织不均匀，导致硬度离散度较大。
2020, 37(3):20-24.
摘要:
采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数，x/%)的预合金粉末，并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金，研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明，超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好；从粉末填充的工艺性能方面考虑，热等静压成形应选取粒度小于250 μm以下的全粒度分布预合金粉末；真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷，提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。
采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数，x/%)的预合金粉末，并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金，研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明，超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好；从粉末填充的工艺性能方面考虑，热等静压成形应选取粒度小于250 μm以下的全粒度分布预合金粉末；真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷，提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。
2020, 37(3):25-28.
摘要:
利用铣边机、刨边机等传统方法对2/6 mm×2 500 mm×6 900 mm钛/钢复合板进行坡口加工，无法满足“直边且刻槽宽度5 mm，边部超声波探伤（UT）检验符合ASTM A578-07 C级”的技术要求。为此，分析了复合板机加工分层的原因，并改用激光切割和圆盘锯切的方法，通过优化激光功率、峰值功率、脉冲频率、辅助气体、进给速度、圆盘锯转速等参数，有效解决了钛/钢复合板坡口机加中出现的边部分层、钛层撕裂等问题，产品经过UT检验满足客户要求。
利用铣边机、刨边机等传统方法对2/6 mm×2 500 mm×6 900 mm钛/钢复合板进行坡口加工，无法满足“直边且刻槽宽度5 mm，边部超声波探伤（UT）检验符合ASTM A578-07 C级”的技术要求。为此，分析了复合板机加工分层的原因，并改用激光切割和圆盘锯切的方法，通过优化激光功率、峰值功率、脉冲频率、辅助气体、进给速度、圆盘锯转速等参数，有效解决了钛/钢复合板坡口机加中出现的边部分层、钛层撕裂等问题，产品经过UT检验满足客户要求。
2020, 37(3):29-32.
摘要:
采用热轧和热轧加冷旋锻2种方式将铪棒坯加工成13.3 mm的铪棒，并对其进行740 ℃×1 h的真空退火处理，对比研究2种加工方式下铪棒的显微组织、拉伸性能及断口形貌。结果表明，加工率相同时，未退火状态下的热轧加冷旋锻样品的室温及高温抗拉强度、屈服强度明显大于热轧样品，但塑性较低，断口韧窝大而浅；经过740 ℃真空退火后，热轧加冷旋锻样品的室温及高温抗拉强度、屈服强度略高于热轧样品，屈强比明显增大，断口韧窝大小、深浅与热轧样品接近。铪棒热加工后进行一定程度的冷加工，有利于后期得到更优异的拉伸性能。
采用热轧和热轧加冷旋锻2种方式将铪棒坯加工成13.3 mm的铪棒，并对其进行740 ℃×1 h的真空退火处理，对比研究2种加工方式下铪棒的显微组织、拉伸性能及断口形貌。结果表明，加工率相同时，未退火状态下的热轧加冷旋锻样品的室温及高温抗拉强度、屈服强度明显大于热轧样品，但塑性较低，断口韧窝大而浅；经过740 ℃真空退火后，热轧加冷旋锻样品的室温及高温抗拉强度、屈服强度略高于热轧样品，屈强比明显增大，断口韧窝大小、深浅与热轧样品接近。铪棒热加工后进行一定程度的冷加工，有利于后期得到更优异的拉伸性能。
2020, 37(3):33-39.
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2019年生产和贸易的总体运营状况进行了评价。分析了2019年中国钛工业的产业结构、经营形势及市场供需与消费情况，指出我国钛行业存在的问题主要有钛原料供应不稳定、采选冶工艺有待改进、钛加工材品种缺项及后备人才不足。我国应尽快整合钛产业链，以满足国内对高品质钛原料的需求，并引进国外先进的钛合金加工工艺和装备，构建航空用钛合金供应链体系。
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2019年生产和贸易的总体运营状况进行了评价。分析了2019年中国钛工业的产业结构、经营形势及市场供需与消费情况，指出我国钛行业存在的问题主要有钛原料供应不稳定、采选冶工艺有待改进、钛加工材品种缺项及后备人才不足。我国应尽快整合钛产业链，以满足国内对高品质钛原料的需求，并引进国外先进的钛合金加工工艺和装备，构建航空用钛合金供应链体系。
2020, 37(3):40-48.
摘要:
多元多尺度钛基复合材料以其轻质、高强、耐热等优异的性能在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。从多元多尺度强化设计思路、先进加工技术、工程应用等方面综述了原位自生钛基复合材料的研究现状。指出了研究中的关键突破点与存在的问题，并提出了新的研究方向，进一步优化复合材料多元多尺度设计体系，挖掘材料内部结构设计，提高材料的综合性能；另一方面完善先进热加工技术与理论，改善钛基复合材料的加工性，推动轻质高强钛基复合材料在重大装备等领域的应用。
多元多尺度钛基复合材料以其轻质、高强、耐热等优异的性能在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。从多元多尺度强化设计思路、先进加工技术、工程应用等方面综述了原位自生钛基复合材料的研究现状。指出了研究中的关键突破点与存在的问题，并提出了新的研究方向，进一步优化复合材料多元多尺度设计体系，挖掘材料内部结构设计，提高材料的综合性能；另一方面完善先进热加工技术与理论，改善钛基复合材料的加工性，推动轻质高强钛基复合材料在重大装备等领域的应用。
