2021年第38卷第4期文章目次
2021, 38(4):1-4.
摘要:
采用数值模拟和实验结合的方法,通过MeltFlow VAR软件对铸锭成分进行模拟预测,并对不同混料方式下电极块的化学成分开展实测分析,研究不同原材料混料分布情况下铸锭经过3次真空自耗电弧熔炼后的成分分布。结果表明,从工程化制备角度考虑,钛合金原材料经混料压制成电极块后,其化学成分分布并非完全均匀。熔炼过程中电极沿纵向顺序熔化,一次锭的成分受电极块成分不均匀分布的影响明显,经过2次和3次熔炼后,成分差异逐渐减少。因此,采用名义配比设置电极成分边界,可用于工程化钛合金制备过程中铸锭成分均匀性的模拟预测。
采用数值模拟和实验结合的方法,通过MeltFlow VAR软件对铸锭成分进行模拟预测,并对不同混料方式下电极块的化学成分开展实测分析,研究不同原材料混料分布情况下铸锭经过3次真空自耗电弧熔炼后的成分分布。结果表明,从工程化制备角度考虑,钛合金原材料经混料压制成电极块后,其化学成分分布并非完全均匀。熔炼过程中电极沿纵向顺序熔化,一次锭的成分受电极块成分不均匀分布的影响明显,经过2次和3次熔炼后,成分差异逐渐减少。因此,采用名义配比设置电极成分边界,可用于工程化钛合金制备过程中铸锭成分均匀性的模拟预测。
2021, 38(4):5-10.
摘要:
采用有限元模拟分析了TC17钛合金压气机前轴颈锻件原工艺的成形过程,发现原工艺的预制坯采用棒材局部镦粗的成形方式不合理,造成了锻件轮盘部位应变过大,杆部应变过小,各部位组织不均匀。通过优化预制坯结构,采用饼坯挤压成形工艺后,显著地改善了锻件应变的均匀性和组织的均匀性,高倍组织为典型的网篮组织,β晶粒得到明显拉长,且晶界α相出现弯折。力学性能测试结果表明,优化后锻件各部位的室温拉伸性能、硬度和低周疲劳性能差异较小,满足相关技术标准的要求。
采用有限元模拟分析了TC17钛合金压气机前轴颈锻件原工艺的成形过程,发现原工艺的预制坯采用棒材局部镦粗的成形方式不合理,造成了锻件轮盘部位应变过大,杆部应变过小,各部位组织不均匀。通过优化预制坯结构,采用饼坯挤压成形工艺后,显著地改善了锻件应变的均匀性和组织的均匀性,高倍组织为典型的网篮组织,β晶粒得到明显拉长,且晶界α相出现弯折。力学性能测试结果表明,优化后锻件各部位的室温拉伸性能、硬度和低周疲劳性能差异较小,满足相关技术标准的要求。
2021, 38(4):10-10.
摘要:
<正>日本东邦钛公司2021年4—6月净销售额为118.10亿日元,较2020年同期的79.73亿日元增长了48.12%;营业利润为12.47亿日元,较2020年同期的3.38亿日元增长了268.93%;归属于母公司所有者的普通收入为12.42亿元,利润为7.84亿日元。其中,钛事业部净销售额为58.16亿日元,较2020年同期增长44.50%。这主要是由于经济复苏,海绵钛需求增大,同时半导体行业对高纯钛也呈现强劲需求。
<正>日本东邦钛公司2021年4—6月净销售额为118.10亿日元,较2020年同期的79.73亿日元增长了48.12%;营业利润为12.47亿日元,较2020年同期的3.38亿日元增长了268.93%;归属于母公司所有者的普通收入为12.42亿元,利润为7.84亿日元。其中,钛事业部净销售额为58.16亿日元,较2020年同期增长44.50%。这主要是由于经济复苏,海绵钛需求增大,同时半导体行业对高纯钛也呈现强劲需求。
2021, 38(4):11-15.
摘要:
研究了固溶时效热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响。实验表明:当固溶温度为950℃时,复合材料的基体为双态组织,TiBw沿初生α相分布;固溶温度为1050℃时,等轴α相转化为片层α相和α集束,β晶界出现,TiBw沿β晶界分布;固溶温度为1150℃时,复合材料的基体组织为魏氏组织,β晶界进一步扩大,α集束更加细长,TiBw沿β晶界或α集束分布。经热处理后,TiBw/Ti复合材料的室温抗拉强度和屈服强度随着固溶温度升高而增加,但室温塑性呈现相反趋势。
研究了固溶时效热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响。实验表明:当固溶温度为950℃时,复合材料的基体为双态组织,TiBw沿初生α相分布;固溶温度为1050℃时,等轴α相转化为片层α相和α集束,β晶界出现,TiBw沿β晶界分布;固溶温度为1150℃时,复合材料的基体组织为魏氏组织,β晶界进一步扩大,α集束更加细长,TiBw沿β晶界或α集束分布。经热处理后,TiBw/Ti复合材料的室温抗拉强度和屈服强度随着固溶温度升高而增加,但室温塑性呈现相反趋势。
2021, 38(4):15-15.
摘要:
<正>2021年7月1日,日本东邦钛公司官网发布消息称,公司多项先进的研发成果(钛冶炼技术、电沉积法直接制造钛箔材、多功能化多孔钛板)已公开发布于自然指数2021材料科学(Nature Index 2021 Materials Science)。钛的冶炼提纯过程非常复杂,流程长且能耗大,因此成本高、价格贵,同时还会排放大量的CO2。钛材需求量的增大以及对温室气体减排要求的提升,给全球钛材制造商提出了新的挑战。
<正>2021年7月1日,日本东邦钛公司官网发布消息称,公司多项先进的研发成果(钛冶炼技术、电沉积法直接制造钛箔材、多功能化多孔钛板)已公开发布于自然指数2021材料科学(Nature Index 2021 Materials Science)。钛的冶炼提纯过程非常复杂,流程长且能耗大,因此成本高、价格贵,同时还会排放大量的CO2。钛材需求量的增大以及对温室气体减排要求的提升,给全球钛材制造商提出了新的挑战。
2021, 38(4):16-22.
摘要:
采用粉末冶金工艺制备了TC18粉末合金,并基于固溶+时效热处理,系统地研究了固溶温度对合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,原始态TC18粉末合金的微观组织主要由α相和β相组成。随着固溶温度的增加,初生α相逐渐消失,次生α相发生粗化,同时相间距增大。由于微观组织的变化,导致TC18粉末合金的强度和硬度随固溶温度的增加先增加后降低,延伸率则呈现相反趋势。基于以上结果,进一步讨论和分析了热处理对合金微观组织及力学性能影响的本征关联。
采用粉末冶金工艺制备了TC18粉末合金,并基于固溶+时效热处理,系统地研究了固溶温度对合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,原始态TC18粉末合金的微观组织主要由α相和β相组成。随着固溶温度的增加,初生α相逐渐消失,次生α相发生粗化,同时相间距增大。由于微观组织的变化,导致TC18粉末合金的强度和硬度随固溶温度的增加先增加后降低,延伸率则呈现相反趋势。基于以上结果,进一步讨论和分析了热处理对合金微观组织及力学性能影响的本征关联。
2021, 38(4):22-22.
摘要:
<正>随着人体硬组织病变、损伤、缺损临床修复病例逐年剧增,硬组织植入类医疗器械得到广泛应用。钛及钛合金由于自身无毒、质轻、耐腐蚀、生物性能优异的特性,已经成为临床治疗的首选材料。但钛及钛合金缺乏生物活性,通常需要通过表面改性处理赋予植入体诱导组织快速愈合并实现长期稳定服役。传统表面改性技术通常是在植入物表面形成一层"加法"涂层,涂层与基体之间存在界面,且涂层在手术过程中或服役时可能会松动或剥落,进而影响植入体治疗效果甚至导致手术失败。
<正>随着人体硬组织病变、损伤、缺损临床修复病例逐年剧增,硬组织植入类医疗器械得到广泛应用。钛及钛合金由于自身无毒、质轻、耐腐蚀、生物性能优异的特性,已经成为临床治疗的首选材料。但钛及钛合金缺乏生物活性,通常需要通过表面改性处理赋予植入体诱导组织快速愈合并实现长期稳定服役。传统表面改性技术通常是在植入物表面形成一层"加法"涂层,涂层与基体之间存在界面,且涂层在手术过程中或服役时可能会松动或剥落,进而影响植入体治疗效果甚至导致手术失败。
2021, 38(4):23-27.
摘要:
采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。
采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。
2021, 38(4):28-33.
摘要:
相比规则多孔结构,不规则多孔结构更能较好地模仿实际骨小梁结构。基于Rhion 6软件中GH插件构建了不规则多孔结构模型,并采用激光选区熔化技术(SLM)制备出2组多孔结构植入物样件。对多孔结构样件进行了热处理和力学性能测试,比较热处理前后力学性能变化。实验表明:当不规则度增加时,弹性模量和抗压强度降低;当孔隙率增加时,弹性模量和抗压强度增加。多孔结构样件经过880℃/30 min/FC热处理后,弹性模量无明显变化,抗压强度下降,延展性变好。
相比规则多孔结构,不规则多孔结构更能较好地模仿实际骨小梁结构。基于Rhion 6软件中GH插件构建了不规则多孔结构模型,并采用激光选区熔化技术(SLM)制备出2组多孔结构植入物样件。对多孔结构样件进行了热处理和力学性能测试,比较热处理前后力学性能变化。实验表明:当不规则度增加时,弹性模量和抗压强度降低;当孔隙率增加时,弹性模量和抗压强度增加。多孔结构样件经过880℃/30 min/FC热处理后,弹性模量无明显变化,抗压强度下降,延展性变好。
2021, 38(4):34-37.
摘要:
采用"W+双半径"反弯成型方法将钛带弯曲成型,用非熔化极钨极氩弧焊进行焊接,试制出规格为?25.4 mm×0.5 mm的核电热交换器用耐蚀钛焊管。采用金相显微镜、电子万能试验机和氧氮氢联测仪等对试制的钛焊管的金相组织、焊缝宏观形貌、力学性能、工艺性能、化学成分等进行了检测和分析。结果表明:当焊接电流为120 A、焊接电压为11 V时,制得的钛焊管焊缝接头质量最好,化学成分、显微组织和力学性能各项指标均满足核电热交换器用耐蚀换热管的技术要求。
采用"W+双半径"反弯成型方法将钛带弯曲成型,用非熔化极钨极氩弧焊进行焊接,试制出规格为?25.4 mm×0.5 mm的核电热交换器用耐蚀钛焊管。采用金相显微镜、电子万能试验机和氧氮氢联测仪等对试制的钛焊管的金相组织、焊缝宏观形貌、力学性能、工艺性能、化学成分等进行了检测和分析。结果表明:当焊接电流为120 A、焊接电压为11 V时,制得的钛焊管焊缝接头质量最好,化学成分、显微组织和力学性能各项指标均满足核电热交换器用耐蚀换热管的技术要求。
2021, 38(4):38-42.
摘要:
大宗有机原料——精对苯二甲酸(PTA)装置中,目前设备厂仍被要求首先选择钛无缝管和进口钛焊管作为PTA氧化反应冷凝器的换热管。分析了中国PTA市场需求及新投装置的规模,认为PTA氧化反应冷凝器用钛管将会有较大的市场需求,需要加快推进国产钛焊管的应用。重点分析了钛焊管与钛无缝管在加工工艺和产品质量等方面存在的差异,认为钛焊管比钛无缝管更适于用作PTA氧化反应冷凝器的换热管。经过十多年的发展,我国钛焊管的加工技术与产品质量都已与进口产品相当,国产钛焊管取代钛无缝管应用于PTA氧化反应冷凝器已成为必然趋势。
大宗有机原料——精对苯二甲酸(PTA)装置中,目前设备厂仍被要求首先选择钛无缝管和进口钛焊管作为PTA氧化反应冷凝器的换热管。分析了中国PTA市场需求及新投装置的规模,认为PTA氧化反应冷凝器用钛管将会有较大的市场需求,需要加快推进国产钛焊管的应用。重点分析了钛焊管与钛无缝管在加工工艺和产品质量等方面存在的差异,认为钛焊管比钛无缝管更适于用作PTA氧化反应冷凝器的换热管。经过十多年的发展,我国钛焊管的加工技术与产品质量都已与进口产品相当,国产钛焊管取代钛无缝管应用于PTA氧化反应冷凝器已成为必然趋势。
2021, 38(4):42-42.
摘要:
<正>~~
<正>~~
2021, 38(4):43-48.
摘要:
攀西地区是我国重要的钒钛基地,目前钛产业链基本完整,今后的发展方向是高端金属钛产业。调研了攀西地区金属钛产业的生产技术现状,剖析了目前钛金属产业在生产工艺和装备上存在的技术壁垒,针对攀西地区金属钛产业需要重点攻克的氯化钛渣、四氯化钛、海绵钛、钛材、钛粉等产品的关键生产技术,提出了发展思路。
攀西地区是我国重要的钒钛基地,目前钛产业链基本完整,今后的发展方向是高端金属钛产业。调研了攀西地区金属钛产业的生产技术现状,剖析了目前钛金属产业在生产工艺和装备上存在的技术壁垒,针对攀西地区金属钛产业需要重点攻克的氯化钛渣、四氯化钛、海绵钛、钛材、钛粉等产品的关键生产技术,提出了发展思路。
2021, 38(4):48-48.
摘要:
<正>美国ATI公司2021年第2季度(2021年4月1日至6月30日)销售额为6.16亿美元,其中高性能金属部销售额为3.01亿美元,较2021年第1季度增长25%,主要是由于航空航天以及能源市场的复苏;先进合金&解决方案部销售额为3.16亿美元,较2021年第1季度下降30%。表1 ATI及其子公司2021年第2季度经营状况注:统计数据截至2021年6月30日。
<正>美国ATI公司2021年第2季度(2021年4月1日至6月30日)销售额为6.16亿美元,其中高性能金属部销售额为3.01亿美元,较2021年第1季度增长25%,主要是由于航空航天以及能源市场的复苏;先进合金&解决方案部销售额为3.16亿美元,较2021年第1季度下降30%。表1 ATI及其子公司2021年第2季度经营状况注:统计数据截至2021年6月30日。
