2023年第40卷第2期文章目次
2023, 40(2):1-7.
摘要:
提出孔径梯度三周期极小曲面(TPMS)多孔结构参数化设计方法，基于螺旋二十四面体(Gyroid)单元构建孔隙率分别为30%、45%、60%和75%的径向和轴向梯度TPMS多孔结构模型。对模型进行有限元分析，根据分析数据建立Gibson-Ashby模型。采用选择性激光熔化成形技术制备孔隙率为60%和75%的多孔结构TC4钛合金样件，采用有限元仿真和压缩试验数据分析孔隙率和孔径梯度方向对多孔结构样件力学性能的影响。Gibson-Ashby拟合曲线表明：随着孔隙率的增大，多孔结构样件的力学性能下降；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。压缩试验结果表明：孔隙率为60%的多孔结构样件，其力学性能优于孔隙率为75%的多孔结构样件；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。
提出孔径梯度三周期极小曲面(TPMS)多孔结构参数化设计方法，基于螺旋二十四面体(Gyroid)单元构建孔隙率分别为30%、45%、60%和75%的径向和轴向梯度TPMS多孔结构模型。对模型进行有限元分析，根据分析数据建立Gibson-Ashby模型。采用选择性激光熔化成形技术制备孔隙率为60%和75%的多孔结构TC4钛合金样件，采用有限元仿真和压缩试验数据分析孔隙率和孔径梯度方向对多孔结构样件力学性能的影响。Gibson-Ashby拟合曲线表明：随着孔隙率的增大，多孔结构样件的力学性能下降；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。压缩试验结果表明：孔隙率为60%的多孔结构样件，其力学性能优于孔隙率为75%的多孔结构样件；在相同孔隙率下，径向梯度多孔结构样件的力学性能优于轴向梯度多孔结构样件。
2023, 40(2):8-14.
摘要:
使用Gleeble-1500热力学模拟测试机，分别在860℃与830℃下对过冷β组织的TA2纯钛进行了压缩量为10%～60%、应变速率为10 s~(-1)的五道次热压缩实验。结果表明，随着压缩量的增加，TA2纯钛的板条组织变细并破碎变短。当压缩量达到50%时，出现细小的等轴晶粒。对压缩量为0%～30%的试样进行拉伸性能测试，结果显示，随着压缩量的增加，材料的强度与塑性协同提升，抗拉强度由初始的444 MPa提升至566 MPa,延伸率由初始的20%提升至28%。对压缩试样进行电子背散射衍射(EBSD)观察，可以观察到少量孪晶，还在极图中发现了棱锥织构。
使用Gleeble-1500热力学模拟测试机，分别在860℃与830℃下对过冷β组织的TA2纯钛进行了压缩量为10%～60%、应变速率为10 s~(-1)的五道次热压缩实验。结果表明，随着压缩量的增加，TA2纯钛的板条组织变细并破碎变短。当压缩量达到50%时，出现细小的等轴晶粒。对压缩量为0%～30%的试样进行拉伸性能测试，结果显示，随着压缩量的增加，材料的强度与塑性协同提升，抗拉强度由初始的444 MPa提升至566 MPa,延伸率由初始的20%提升至28%。对压缩试样进行电子背散射衍射(EBSD)观察，可以观察到少量孪晶，还在极图中发现了棱锥织构。
2023, 40(2):15-18.
摘要:
研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌，同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明，Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升，当氧化时间超过50 h后，氧化速度减慢并趋于平稳，氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长，TiO_2颗粒尺寸增大。
研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌，同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明，Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升，当氧化时间超过50 h后，氧化速度减慢并趋于平稳，氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长，TiO_2颗粒尺寸增大。
2023, 40(2):19-24.
摘要:
采用热模锻造方式制备出TB6与TC4钛合金行星齿轮架毛坯，并对毛坯进行热处理，然后切取试样，测试其高周疲劳性能，对比分析疲劳断口形貌。研究表明：TB6钛合金试样疲劳强度平均值为723.0 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为677.1 MPa; TC4钛合金试样疲劳强度平均值为437.7 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为405.8 MPa。从疲劳断口形貌上来看，TB6与TC4钛合金均以解理断裂为主，且二者均具有一定的韧性。TB6钛合金锻件疲劳强度的波动性小于TC4钛合金锻件，且高周疲劳性能更好，可以作为行星齿轮架的备选材料。
采用热模锻造方式制备出TB6与TC4钛合金行星齿轮架毛坯，并对毛坯进行热处理，然后切取试样，测试其高周疲劳性能，对比分析疲劳断口形貌。研究表明：TB6钛合金试样疲劳强度平均值为723.0 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为677.1 MPa; TC4钛合金试样疲劳强度平均值为437.7 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为405.8 MPa。从疲劳断口形貌上来看，TB6与TC4钛合金均以解理断裂为主，且二者均具有一定的韧性。TB6钛合金锻件疲劳强度的波动性小于TC4钛合金锻件，且高周疲劳性能更好，可以作为行星齿轮架的备选材料。
2023, 40(2):24-24.
摘要:
<正>申请号：CN202211414438.5申请日：20221111公开（公告）日：20230303公开（公告）号：CN115722618A申请（专利权）人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明属于有色金属加工技术领域，涉及一种短流程TC25G钛合金高均匀棒材的制备方法。根据合金反复再结晶细化晶粒的原理，优化设计工艺路线，通过加热温度、变形量和变形方式的优化设置以及加热和锻造参数的精确控制，获得组织均匀一致的TC25G钛合金棒材。
<正>申请号：CN202211414438.5申请日：20221111公开（公告）日：20230303公开（公告）号：CN115722618A申请（专利权）人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明属于有色金属加工技术领域，涉及一种短流程TC25G钛合金高均匀棒材的制备方法。根据合金反复再结晶细化晶粒的原理，优化设计工艺路线，通过加热温度、变形量和变形方式的优化设置以及加热和锻造参数的精确控制，获得组织均匀一致的TC25G钛合金棒材。
2023, 40(2):25-29.
摘要:
采用非真空自耗电弧熔炼获得成分均匀的Ti-3Ta-xNb(x=0、1、3、5)合金。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现，随着Nb元素含量的增加，合金的等轴α相比例减少，晶粒细化。通过电化学测试研究了Ti-3Ta-xNb合金在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的开路电位、动电位极化曲线及电化学阻抗谱。结果表明：随着Nb元素含量的增加，Ti-3Ta-xNb合金的腐蚀电流密度降低，极化电阻增加，即合金的耐蚀性增强。
采用非真空自耗电弧熔炼获得成分均匀的Ti-3Ta-xNb(x=0、1、3、5)合金。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现，随着Nb元素含量的增加，合金的等轴α相比例减少，晶粒细化。通过电化学测试研究了Ti-3Ta-xNb合金在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的开路电位、动电位极化曲线及电化学阻抗谱。结果表明：随着Nb元素含量的增加，Ti-3Ta-xNb合金的腐蚀电流密度降低，极化电阻增加，即合金的耐蚀性增强。
2023, 40(2):30-34.
摘要:
研究了直流钨极氩弧焊(直流TIG)、脉冲钨极氩弧焊(脉冲TIG)和激光焊接3种不同焊接工艺对TA18钛合金焊接接头宏观形貌、显微组织和力学性能的影响。结果表明，与直流TIG焊接工艺相比，脉冲TIG焊接工艺的高频脉冲促使电弧能量集中，整体的焊接热输入减小，焊缝宽度降低；激光焊接工艺可显著降低焊接接头宽度，与直流TIG焊接工艺相比，焊接接头宽度减少约69.5%。TA18钛合金激光焊接接头显微组织主要为网篮状排列的针状马氏体α′相及少量块状相变α相，且针状马氏体α′相更加细小。此外，激光焊接接头具有更高的显微硬度，但弯曲性能相对较低。
研究了直流钨极氩弧焊(直流TIG)、脉冲钨极氩弧焊(脉冲TIG)和激光焊接3种不同焊接工艺对TA18钛合金焊接接头宏观形貌、显微组织和力学性能的影响。结果表明，与直流TIG焊接工艺相比，脉冲TIG焊接工艺的高频脉冲促使电弧能量集中，整体的焊接热输入减小，焊缝宽度降低；激光焊接工艺可显著降低焊接接头宽度，与直流TIG焊接工艺相比，焊接接头宽度减少约69.5%。TA18钛合金激光焊接接头显微组织主要为网篮状排列的针状马氏体α′相及少量块状相变α相，且针状马氏体α′相更加细小。此外，激光焊接接头具有更高的显微硬度，但弯曲性能相对较低。
2023, 40(2):35-39.
摘要:
为了提高锆合金包壳管的冷轧质量，通过统计过程控制技术和工序能力分析研究了锆合金包壳管冷轧后的壁厚偏差问题，并基于试验设计(design of experiment, DOE)技术对皮格尔冷轧工艺进行了优化。包壳管冷轧质量分析和工艺优化试验的结果表明，轧制前管材的壁厚偏差和送进量对轧制后的管材壁厚偏差有显著影响；当轧制前管材壁厚偏差<0.3 mm、壁厚变形量为65%、送进量为1.0 mm/次时，轧制后的管材壁厚偏差最小；通过轧制工艺优化后，反映壁厚偏差离散性的极差平均值由0.036减小到0.018,极差波动也明显减小，轧制质量显著提高；当轧制管材壁厚变形量一定时，对轧制前壁厚偏差较大的管材，采用小送进量轧制，可减小轧制后管材的壁厚偏差，达到提高锆合金包壳管材质量的目的。
为了提高锆合金包壳管的冷轧质量，通过统计过程控制技术和工序能力分析研究了锆合金包壳管冷轧后的壁厚偏差问题，并基于试验设计(design of experiment, DOE)技术对皮格尔冷轧工艺进行了优化。包壳管冷轧质量分析和工艺优化试验的结果表明，轧制前管材的壁厚偏差和送进量对轧制后的管材壁厚偏差有显著影响；当轧制前管材壁厚偏差<0.3 mm、壁厚变形量为65%、送进量为1.0 mm/次时，轧制后的管材壁厚偏差最小；通过轧制工艺优化后，反映壁厚偏差离散性的极差平均值由0.036减小到0.018,极差波动也明显减小，轧制质量显著提高；当轧制管材壁厚变形量一定时，对轧制前壁厚偏差较大的管材，采用小送进量轧制，可减小轧制后管材的壁厚偏差，达到提高锆合金包壳管材质量的目的。
2023, 40(2):40-48.
摘要:
以2022年中国钛精矿、海绵钛、钛锭、钛加工材等主要钛产品的产能、产量、应用和进出口量等数据为依据，分析了中国钛工业的整体情况，并针对目前钛行业存在的问题提出相应的建议。2022年，中国钛工业依然保持平稳、健康、有序的发展势头，各主要产品产量依然保持增长态势，产品价格大体保持平稳；多家钛企实现技术突破，钛工业的整体技术水平得到进一步提升。
以2022年中国钛精矿、海绵钛、钛锭、钛加工材等主要钛产品的产能、产量、应用和进出口量等数据为依据，分析了中国钛工业的整体情况，并针对目前钛行业存在的问题提出相应的建议。2022年，中国钛工业依然保持平稳、健康、有序的发展势头，各主要产品产量依然保持增长态势，产品价格大体保持平稳；多家钛企实现技术突破，钛工业的整体技术水平得到进一步提升。
2023, 40(2):48-48.
摘要:
<正>4月19日，2023中国钛产业高峰论坛在陕西省宝鸡市召开。本次论坛以“共享新机遇 共创钛未来”为主题，由中国有色金属工业协会、宝鸡市人民政府共同主办，中国有色金属工业协会钛锆铪分会、宝鸡高新区管委会、宝钛集团有限公司承办，得到了中国有色金属报社、钛微媒、《钛工业进展》等媒体的支持。
<正>4月19日，2023中国钛产业高峰论坛在陕西省宝鸡市召开。本次论坛以“共享新机遇 共创钛未来”为主题，由中国有色金属工业协会、宝鸡市人民政府共同主办，中国有色金属工业协会钛锆铪分会、宝鸡高新区管委会、宝钛集团有限公司承办，得到了中国有色金属报社、钛微媒、《钛工业进展》等媒体的支持。
