2023年第40卷第1期文章目次
2023, 40(1):1-9.
摘要:
采用Gleeble-3800型热模拟试验机对熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料进行高温压缩变形试验，研究不同状态TiBw/TA15复合材料在变形量70%、变形温度900～1150℃、应变速率0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为，建立热加工图，并分析该复合材料在热变形过程中的组织性能演变规律。结果表明，熔铸态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～1150℃,应变速率2.72～10 s~(-1);温度1000～1100℃,应变速率0.01～0.03 s~(-1);温度1075～1130℃,应变速率0.01～0.13 s~(-1)。锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～975℃,应变速率0.37～10 s~(-1);温度960～1025℃,应变速率0.01～0.37 s~(-1);温度1025～1150℃,应变速率0.01～10 s~(-1)。通过对比发现，锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口宽，热变形加工性能优于熔铸态。
采用Gleeble-3800型热模拟试验机对熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料进行高温压缩变形试验，研究不同状态TiBw/TA15复合材料在变形量70%、变形温度900～1150℃、应变速率0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为，建立热加工图，并分析该复合材料在热变形过程中的组织性能演变规律。结果表明，熔铸态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～1150℃,应变速率2.72～10 s~(-1);温度1000～1100℃,应变速率0.01～0.03 s~(-1);温度1075～1130℃,应变速率0.01～0.13 s~(-1)。锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～975℃,应变速率0.37～10 s~(-1);温度960～1025℃,应变速率0.01～0.37 s~(-1);温度1025～1150℃,应变速率0.01～10 s~(-1)。通过对比发现，锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口宽，热变形加工性能优于熔铸态。
2023, 40(1):10-15.
摘要:
以TC4钛合金纤维为增强体，5A06铝合金为基体，采用压力浸渗法制备二维连续纤维网增强铝基复合材料(TC4_网/Al)。利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆对TC4_网/Al复合材料分别进行准静态压缩和动态压缩，研究复合材料在室温和高温下的压缩性能。结果表明：该复合材料不论在室温还是高温均表现为正向应变率效应。对复合材料进行准静态压缩(应变率≤1 s~(-1)),当试验温度≤100℃时，试样均沿与轴向约呈45°方向的斜面发生破坏；试验温度≥250℃时，试样没有破坏而发生鼓肚变形。动态压缩(应变率为1500 s~(-1))时，无论在室温还是高温下，该复合材料均未发生破坏。
以TC4钛合金纤维为增强体，5A06铝合金为基体，采用压力浸渗法制备二维连续纤维网增强铝基复合材料(TC4_网/Al)。利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆对TC4_网/Al复合材料分别进行准静态压缩和动态压缩，研究复合材料在室温和高温下的压缩性能。结果表明：该复合材料不论在室温还是高温均表现为正向应变率效应。对复合材料进行准静态压缩(应变率≤1 s~(-1)),当试验温度≤100℃时，试样均沿与轴向约呈45°方向的斜面发生破坏；试验温度≥250℃时，试样没有破坏而发生鼓肚变形。动态压缩(应变率为1500 s~(-1))时，无论在室温还是高温下，该复合材料均未发生破坏。
2023, 40(1):16-20.
摘要:
采用真空自耗电弧炉进行3次熔炼得到Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金铸锭，铸锭经五火锻造、三火热轧、板材压校、表面处理等工序，得到规格为δ1.2 mm×600 mm×1000 mm的宽幅薄板。其中，五火锻造及第一火轧制均在单相区进行，第二火轧制为换向轧制并在两相区进行，成品轧制采用保温轧制的方式。结果表明：保温轧制温度为1050℃时板形最优，且经单时效或固溶+时效处理后均为脆性断裂。相比于固溶+时效的热处理方式，经单时效处理析出的等轴α_2相与次生针状O相较多，α_2相尺寸较大，O相片层细小，可以提高合金的强度。经固溶+时效处理可以提高合金的延伸率，但强度略低于单时效。
采用真空自耗电弧炉进行3次熔炼得到Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金铸锭，铸锭经五火锻造、三火热轧、板材压校、表面处理等工序，得到规格为δ1.2 mm×600 mm×1000 mm的宽幅薄板。其中，五火锻造及第一火轧制均在单相区进行，第二火轧制为换向轧制并在两相区进行，成品轧制采用保温轧制的方式。结果表明：保温轧制温度为1050℃时板形最优，且经单时效或固溶+时效处理后均为脆性断裂。相比于固溶+时效的热处理方式，经单时效处理析出的等轴α_2相与次生针状O相较多，α_2相尺寸较大，O相片层细小，可以提高合金的强度。经固溶+时效处理可以提高合金的延伸率，但强度略低于单时效。
2023, 40(1):21-26.
摘要:
为了模拟Ti75合金焊接接头热影响区的组织，对其进行了β相区淬火处理。淬火后的Ti75合金为片层组织，采用不同工艺对其进行时效处理，研究了时效温度、时效时间对片层组织Ti75合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：β相区淬火后Ti75合金的屈服强度、抗拉强度随时效温度升高而降低，冲击韧性随时效温度升高先降低后升高。时效温度较低时，马氏体α′相分解为稳定的α相和β相，以弥散强化作用为主；随着时效温度的升高以及时效时间的延长，片层组织发生合并长大现象，达到一定程度时，软化作用占据主要地位。断口分析表明，淬火态断口呈现准解理平面特征，随着时效过程中软化作用的增强，解理平面上出现浅韧窝，塑性增加。
为了模拟Ti75合金焊接接头热影响区的组织，对其进行了β相区淬火处理。淬火后的Ti75合金为片层组织，采用不同工艺对其进行时效处理，研究了时效温度、时效时间对片层组织Ti75合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：β相区淬火后Ti75合金的屈服强度、抗拉强度随时效温度升高而降低，冲击韧性随时效温度升高先降低后升高。时效温度较低时，马氏体α′相分解为稳定的α相和β相，以弥散强化作用为主；随着时效温度的升高以及时效时间的延长，片层组织发生合并长大现象，达到一定程度时，软化作用占据主要地位。断口分析表明，淬火态断口呈现准解理平面特征，随着时效过程中软化作用的增强，解理平面上出现浅韧窝，塑性增加。
2023, 40(1):27-31.
摘要:
研究了热处理工艺对原始组织为粗大β晶粒+少量细小α晶粒的紧固件用TB2钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高，棒材组织中α相含量逐渐减少，β晶粒尺寸明显增大，经780℃固溶后强度和塑性匹配最好；固溶+时效处理时，随着时效温度的升高，棒材组织中析出的次生α相体积分数先增加后减少，且棒材强度先升高后降低；经固溶+预拉伸变形+时效处理后，棒材组织中晶粒有一定细化，次生片状α相含量增多，抗拉强度较固溶后直接时效提高了近10%。
研究了热处理工艺对原始组织为粗大β晶粒+少量细小α晶粒的紧固件用TB2钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高，棒材组织中α相含量逐渐减少，β晶粒尺寸明显增大，经780℃固溶后强度和塑性匹配最好；固溶+时效处理时，随着时效温度的升高，棒材组织中析出的次生α相体积分数先增加后减少，且棒材强度先升高后降低；经固溶+预拉伸变形+时效处理后，棒材组织中晶粒有一定细化，次生片状α相含量增多，抗拉强度较固溶后直接时效提高了近10%。
2023, 40(1):32-37.
摘要:
二段铝热还原氟钛酸钠法制备钛及钛合金具有流程短、成本低、绿色化的特点，有一定的工业化应用前景。但在工业规模试生产中发现，部分钛铝合金产物存在氧含量过高等问题。依据酸洗可溶解钛铝合金表面自然形成的氧化膜从而降低氧含量的原理，探究草酸+盐酸的混合酸浓度、液固比、浸出时间、反应温度、粉末粒度等工艺条件对酸洗除氧效果的影响。结果表明：在1%草酸+5%盐酸、液固比10∶1、浸出时间6 h、反应温度30℃、粉末粒度<75μm的条件下酸洗除氧效果最佳，可将钛铝合金中的氧含量从1.79%降低至0.79%。该酸洗工艺也同样适用于低氧钛铝合金，可将氧含量从0.366%降低至0.178%。
二段铝热还原氟钛酸钠法制备钛及钛合金具有流程短、成本低、绿色化的特点，有一定的工业化应用前景。但在工业规模试生产中发现，部分钛铝合金产物存在氧含量过高等问题。依据酸洗可溶解钛铝合金表面自然形成的氧化膜从而降低氧含量的原理，探究草酸+盐酸的混合酸浓度、液固比、浸出时间、反应温度、粉末粒度等工艺条件对酸洗除氧效果的影响。结果表明：在1%草酸+5%盐酸、液固比10∶1、浸出时间6 h、反应温度30℃、粉末粒度<75μm的条件下酸洗除氧效果最佳，可将钛铝合金中的氧含量从1.79%降低至0.79%。该酸洗工艺也同样适用于低氧钛铝合金，可将氧含量从0.366%降低至0.178%。
2023, 40(1):38-41.
摘要:
蒸馏工序是分离海绵钛和氯化镁的关键工序，蒸馏效率会影响产品罐中残留氯化镁以及过剩镁的去除，直接决定产品质量。另一方面蒸馏效率低会延长占炉周期，增加蒸馏电耗，影响生产效率。传统蒸馏工艺改善研究主要集中在控制蒸馏温度、延长蒸馏时间等方面，但对于提升蒸馏表面积的研究较少。通过还原前在反应器内插入钛棒增大海绵钛中部的蒸馏表面积，可在同等蒸馏物浓度和蒸馏温度的条件下达到提高海绵钛蒸馏效率的目的。研究表明，在保证氯化镁完全蒸馏的前提下，增大蒸馏表面积可明显提高海绵钛蒸馏效率，蒸馏时间由120 h降至105 h,降低蒸馏电耗，节约生产成本。
蒸馏工序是分离海绵钛和氯化镁的关键工序，蒸馏效率会影响产品罐中残留氯化镁以及过剩镁的去除，直接决定产品质量。另一方面蒸馏效率低会延长占炉周期，增加蒸馏电耗，影响生产效率。传统蒸馏工艺改善研究主要集中在控制蒸馏温度、延长蒸馏时间等方面，但对于提升蒸馏表面积的研究较少。通过还原前在反应器内插入钛棒增大海绵钛中部的蒸馏表面积，可在同等蒸馏物浓度和蒸馏温度的条件下达到提高海绵钛蒸馏效率的目的。研究表明，在保证氯化镁完全蒸馏的前提下，增大蒸馏表面积可明显提高海绵钛蒸馏效率，蒸馏时间由120 h降至105 h,降低蒸馏电耗，节约生产成本。
2023, 40(1):42-48.
摘要:
高温钛合金主要用于制作航空发动机压气机叶盘、叶片、机匣等耐高温部件，在应用环境中其热稳定性是最重要的特性指标之一。介绍了近些年来高温钛合金在使用过程中热稳定性的研究进展，并从合金元素的选择与添加原则、热加工及热处理3个方面对高温钛合金组织稳定性和力学性能的影响进行论述，最后对高温钛合金的研究方向进行了展望。
高温钛合金主要用于制作航空发动机压气机叶盘、叶片、机匣等耐高温部件，在应用环境中其热稳定性是最重要的特性指标之一。介绍了近些年来高温钛合金在使用过程中热稳定性的研究进展，并从合金元素的选择与添加原则、热加工及热处理3个方面对高温钛合金组织稳定性和力学性能的影响进行论述，最后对高温钛合金的研究方向进行了展望。
2023, 40(1):31-31.
摘要:
<正>2023年1月，安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室张世宏教授团队在《Corrosion Science》上发表了医用钛合金表面防护的最新研究成果。医用钛合金具有密度小、比强度高、生物相容性好和耐腐蚀性优良等特点，是人体植入体的首选材料，但其长期服役于人体环境中易产生腐蚀磨损，进而影响钛合金植入件的功能。物理气相沉积(简称PVD)技术所制备的氮化锆(ZrN)涂层具有优异的抗磨性能和生物相容性，
<正>2023年1月，安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室张世宏教授团队在《Corrosion Science》上发表了医用钛合金表面防护的最新研究成果。医用钛合金具有密度小、比强度高、生物相容性好和耐腐蚀性优良等特点，是人体植入体的首选材料，但其长期服役于人体环境中易产生腐蚀磨损，进而影响钛合金植入件的功能。物理气相沉积(简称PVD)技术所制备的氮化锆(ZrN)涂层具有优异的抗磨性能和生物相容性，
2023, 40(1):37-37.
摘要:
<正>2023年2月20日，由南京宝色股份公司(以下简称宝色股份)承制的海南逸盛石化有限公司(以下简称海南逸盛)年产250万吨PTA项目主装置钛钢复合板高压精馏塔成功吊装。高压精馏塔是海南逸盛自主PTA工艺包氧化段的核心设备，宝色股份在该台设备的制造过程中克服了诸多困难、攻克了多项技术难题。该设备总长80 m, 直径达8.5 m, 净重1300 t, 历经16个月制作完成并顺利交付，标志着宝色股份在PTA国产化进程中又创造了一项新的记录。
<正>2023年2月20日，由南京宝色股份公司(以下简称宝色股份)承制的海南逸盛石化有限公司(以下简称海南逸盛)年产250万吨PTA项目主装置钛钢复合板高压精馏塔成功吊装。高压精馏塔是海南逸盛自主PTA工艺包氧化段的核心设备，宝色股份在该台设备的制造过程中克服了诸多困难、攻克了多项技术难题。该设备总长80 m, 直径达8.5 m, 净重1300 t, 历经16个月制作完成并顺利交付，标志着宝色股份在PTA国产化进程中又创造了一项新的记录。
2023, 40(1):20-20.
摘要:
<正>申请号：CN202211219482.0申请日：20220930公开（公告）日：20230103公开（公告）号：CN115555570A申请（专利权）人：中国航发北京航空材料研究院摘要：本发明涉及一种颗粒增强钛基复合材料增强体分布结构均匀性控制方法，主要包括以下步骤：选配增强体和基体粉末、低能球磨、超声波洗筛、制备包套、热等静压致密化等。本发明基于大颗粒塑性基体粉末和小颗粒高硬度增强体粉末的混合粉末体系，在精准设计合理配比的条件下，采用低能球磨工艺和超声波洗筛措施，
<正>申请号：CN202211219482.0申请日：20220930公开（公告）日：20230103公开（公告）号：CN115555570A申请（专利权）人：中国航发北京航空材料研究院摘要：本发明涉及一种颗粒增强钛基复合材料增强体分布结构均匀性控制方法，主要包括以下步骤：选配增强体和基体粉末、低能球磨、超声波洗筛、制备包套、热等静压致密化等。本发明基于大颗粒塑性基体粉末和小颗粒高硬度增强体粉末的混合粉末体系，在精准设计合理配比的条件下，采用低能球磨工艺和超声波洗筛措施，
2023, 40(1):41-41.
摘要:
<正>申请号：CN202211064179.8申请日：20220831公开（公告）日：20221209公开（公告）号：CN115449654A申请（专利权）人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明涉及一种低成本短流程钛及钛合金残料回收方法，具体包括以下步骤：(1)将同牌号、同成分标准的钛及钛合金残料收集后，经喷丸、酸洗、烘干处理后备用；(2)以堆垛、间隙填充方式将物料装入紫铜坩埚内；(3)选择同牌号辅助电极和自耗电极各一根，对焊后作为阴极，将紫铜坩埚内的物料作为阳极，装炉并抽空熔炼，
<正>申请号：CN202211064179.8申请日：20220831公开（公告）日：20221209公开（公告）号：CN115449654A申请（专利权）人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明涉及一种低成本短流程钛及钛合金残料回收方法，具体包括以下步骤：(1)将同牌号、同成分标准的钛及钛合金残料收集后，经喷丸、酸洗、烘干处理后备用；(2)以堆垛、间隙填充方式将物料装入紫铜坩埚内；(3)选择同牌号辅助电极和自耗电极各一根，对焊后作为阴极，将紫铜坩埚内的物料作为阳极，装炉并抽空熔炼，
