2021年第38卷第1期文章目次
2021, 38(1):1-5.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.001
摘要:
对近α型TA12A钛合金进行热处理实验,利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术对热处理后的微观组织进行观察,研究了两相区固溶温度和冷却速率对微观组织的影响。研究表明:TA12A钛合金在980和1000℃保温后冷却时,β相向α相转变,一方面可以使得等轴α相长大,另一方面也可析出片层α相。等轴α相长大过程中,新长大的区域与初始等轴α相存在成分差异,从而使新长大的区域在背散射电子成像模式下表现出α环状组织。空冷时,因冷却速率较快,使得片层α相快速形核并长大,从而抑制了等轴α晶粒的长大。但是,固溶温度对等轴α晶粒的长大和片层α相的析出行为影响较小。同时,冷却速率显著影响片层α相的形核位置,这与等轴α相的含量密切相关。
对近α型TA12A钛合金进行热处理实验,利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术对热处理后的微观组织进行观察,研究了两相区固溶温度和冷却速率对微观组织的影响。研究表明:TA12A钛合金在980和1000℃保温后冷却时,β相向α相转变,一方面可以使得等轴α相长大,另一方面也可析出片层α相。等轴α相长大过程中,新长大的区域与初始等轴α相存在成分差异,从而使新长大的区域在背散射电子成像模式下表现出α环状组织。空冷时,因冷却速率较快,使得片层α相快速形核并长大,从而抑制了等轴α晶粒的长大。但是,固溶温度对等轴α晶粒的长大和片层α相的析出行为影响较小。同时,冷却速率显著影响片层α相的形核位置,这与等轴α相的含量密切相关。
2021, 38(1):6-12.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.003
摘要:
采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为。结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅值为80μm时,TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层磨损量均较小,而摩擦系数大且波动大;位移幅值为150μm时,两者磨损量出现不同程度的增大,而摩擦系数略有下降且趋于平稳;与TC4钛合金基体相比,微弧氧化陶瓷层的平均摩擦系数小,磨损轮廓浅,且磨损量仅为钛合金基体的70%。微弧氧化陶瓷涂层能够保护钛合金基体表面,有效改善TC4钛合金耐磨性。
采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为。结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅值为80μm时,TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层磨损量均较小,而摩擦系数大且波动大;位移幅值为150μm时,两者磨损量出现不同程度的增大,而摩擦系数略有下降且趋于平稳;与TC4钛合金基体相比,微弧氧化陶瓷层的平均摩擦系数小,磨损轮廓浅,且磨损量仅为钛合金基体的70%。微弧氧化陶瓷涂层能够保护钛合金基体表面,有效改善TC4钛合金耐磨性。
2021, 38(1):13-19.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.004
摘要:
利用电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4、Ti6242、TA15钛合金铸锭,采用Langmuir定律对熔炼过程中Al、Sn、Zr、Mo等元素的挥发规律做了简要的数值分析,并与实际挥发规律进行了对比分析。结果表明:EB炉熔炼TC4、Ti6242、TA15钛合金过程中,Al元素在3种合金中的挥发率有所不同,挥发率由大到小顺序为TC4> Ti6242>TA15; Al元素是TC4钛合金中主要的挥发元素; Ti6242钛合金中,Al、Sn元素之间存在联合挥发的问题; TA15钛合金中,Al、Zr元素之间亦存在联合挥发的问题,Al元素带动了Zr元素(难挥发元素)的挥发。
利用电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4、Ti6242、TA15钛合金铸锭,采用Langmuir定律对熔炼过程中Al、Sn、Zr、Mo等元素的挥发规律做了简要的数值分析,并与实际挥发规律进行了对比分析。结果表明:EB炉熔炼TC4、Ti6242、TA15钛合金过程中,Al元素在3种合金中的挥发率有所不同,挥发率由大到小顺序为TC4> Ti6242>TA15; Al元素是TC4钛合金中主要的挥发元素; Ti6242钛合金中,Al、Sn元素之间存在联合挥发的问题; TA15钛合金中,Al、Zr元素之间亦存在联合挥发的问题,Al元素带动了Zr元素(难挥发元素)的挥发。
2021, 38(1):20-24.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.006
摘要:
进行了TC16钛合金板材多道次冷轧试制,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段研究了变形量对冷轧板材微观组织与力学性能的影响。结果表明:α+β两相TC16钛合金板材冷轧加工是可行的,其极限冷变形量达到79%,冷轧板材表面无裂纹。大幅度冷轧变形后,TC16钛合金组织为分布均匀的纤维状结构,且存在极少量未充分变形的α晶粒,并伴有应变诱导的α″马氏体相产生;抗拉强度和显微硬度均得到较大程度的提高,发生明显的冷形变强化。
进行了TC16钛合金板材多道次冷轧试制,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段研究了变形量对冷轧板材微观组织与力学性能的影响。结果表明:α+β两相TC16钛合金板材冷轧加工是可行的,其极限冷变形量达到79%,冷轧板材表面无裂纹。大幅度冷轧变形后,TC16钛合金组织为分布均匀的纤维状结构,且存在极少量未充分变形的α晶粒,并伴有应变诱导的α″马氏体相产生;抗拉强度和显微硬度均得到较大程度的提高,发生明显的冷形变强化。
2021, 38(1):25-29.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.007
摘要:
为了加快推动Ti-B25钛合金在舰船通信系统上的应用,利用前期构造的本构方程和热加工图优化出的工艺参数,使用DEFORM-3D有限元软件模拟了变形温度900℃、应变速率0.1 s-1工艺参数下的管材挤压过程,并对模拟过程进行了实际挤压验证。结果表明:在变形温度900℃、应变速率0.1 s~(-1)条件下能成功挤压出62 mm×12 mm的Ti-B25钛合金管坯,并且管坯具有良好的表面质量,组织中存在再结晶晶粒。管坯经过830℃/1 h+600℃/8 h固溶时效处理后具有良好的强-塑性匹配,满足舰船天线管使用要求。
为了加快推动Ti-B25钛合金在舰船通信系统上的应用,利用前期构造的本构方程和热加工图优化出的工艺参数,使用DEFORM-3D有限元软件模拟了变形温度900℃、应变速率0.1 s-1工艺参数下的管材挤压过程,并对模拟过程进行了实际挤压验证。结果表明:在变形温度900℃、应变速率0.1 s~(-1)条件下能成功挤压出62 mm×12 mm的Ti-B25钛合金管坯,并且管坯具有良好的表面质量,组织中存在再结晶晶粒。管坯经过830℃/1 h+600℃/8 h固溶时效处理后具有良好的强-塑性匹配,满足舰船天线管使用要求。
2021, 38(1):30-36.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.008
摘要:
采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/Ni Cu组合涂层,在700℃的大气环境下对Al/Ni Cu/Ti试件进行加热处理,使得Al、Ni Cu复合涂层之间发生扩散反应并原位生成具有一定抗高温氧化性能的Ni-Al金属间化合物涂层。对加热改性处理前后涂层的微观组织及Ni-Al金属间化合物的形成机理进行了研究,并对经加热和打磨处理后的Al/Ni Cu/Ti试件及无防护涂层的Ti块进行了800℃/100 h的高温氧化试验。研究结果显示,Ti基体表面Al/Ni Cu涂层经700℃炉中加热改性处理后,Al、Ni Cu涂层间可发生扩散反应并原位生成Ni Al3、Cu Al2、Ni2Al3及含有一定Cu元素的Ni Al金属间化合物,但只有高熔点的Ni Al金属间化合物能够始终稳定地存在,且此金属间化合物对Ti基体起到了较好的高温防护作用。
采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/Ni Cu组合涂层,在700℃的大气环境下对Al/Ni Cu/Ti试件进行加热处理,使得Al、Ni Cu复合涂层之间发生扩散反应并原位生成具有一定抗高温氧化性能的Ni-Al金属间化合物涂层。对加热改性处理前后涂层的微观组织及Ni-Al金属间化合物的形成机理进行了研究,并对经加热和打磨处理后的Al/Ni Cu/Ti试件及无防护涂层的Ti块进行了800℃/100 h的高温氧化试验。研究结果显示,Ti基体表面Al/Ni Cu涂层经700℃炉中加热改性处理后,Al、Ni Cu涂层间可发生扩散反应并原位生成Ni Al3、Cu Al2、Ni2Al3及含有一定Cu元素的Ni Al金属间化合物,但只有高熔点的Ni Al金属间化合物能够始终稳定地存在,且此金属间化合物对Ti基体起到了较好的高温防护作用。
2021, 38(1):37-44.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.009
摘要:
介绍了全球盐酸法钛白的三大主要制备工艺:美国ANI法、加拿大CTL法和中国ZLC法。通过对各自工艺特点的对比认为,美国ANI工艺和加拿大的CTL工艺是以钛元素萃取为目标,而中国的ZLC工艺是通过萃取铁元素来达到对钛元素的有效分离。此外,还对上述三大主要盐酸法钛白工艺的优劣势及应用情况进行了分析和阐述,并结合现有研发实际,分别从废酸、成本、设备选择以及产品品质4个方面指出了盐酸法钛白工艺有待解决的问题。通过分析认为,目前盐酸法工艺尚不成熟,无论哪种盐酸法钛白工艺,均仍处于开发阶段。该领域呈现出不仅盐酸酸解的钛液质量不好,无法达到稳定生产颜料钛白的目标,而且其工艺技术装备、经济性和成本等问题也还有待验证的局面。
介绍了全球盐酸法钛白的三大主要制备工艺:美国ANI法、加拿大CTL法和中国ZLC法。通过对各自工艺特点的对比认为,美国ANI工艺和加拿大的CTL工艺是以钛元素萃取为目标,而中国的ZLC工艺是通过萃取铁元素来达到对钛元素的有效分离。此外,还对上述三大主要盐酸法钛白工艺的优劣势及应用情况进行了分析和阐述,并结合现有研发实际,分别从废酸、成本、设备选择以及产品品质4个方面指出了盐酸法钛白工艺有待解决的问题。通过分析认为,目前盐酸法工艺尚不成熟,无论哪种盐酸法钛白工艺,均仍处于开发阶段。该领域呈现出不仅盐酸酸解的钛液质量不好,无法达到稳定生产颜料钛白的目标,而且其工艺技术装备、经济性和成本等问题也还有待验证的局面。
2021, 38(1):45-48.
DOI: DOI: 10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2021.01.010
摘要:
综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。
综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。
