2024年第0卷第3期文章目次
2024, 41(3):1-8.
摘要:
采用光学显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜等研究了大厚截面的Ti65合金饼坯锻件力学性能以及在650℃/240 MPa条件下不同位置和同一位置不同持久时间停机后的位错演变规律。结果表明：大厚截面的锻件从边缘到心部的拉伸和持久性能存在较大差异，当距表面距离从0 mm增加至30 mm（锻件厚度的1/4）时，室温和650℃抗拉强度分别从1203 MPa和704 MPa降低至1081 MPa和652 MPa，持久断裂时间从66 h提升到161 h；当距表面距离从30 mm增加至60 mm（锻件厚度的1/2）时，抗拉强度和持久性能基本保持不变。从持久初期至持久后期，可以发现等轴α相与片状α相中的位错密度均显著升高，高密度的位错主要集中于片状α相界面处。大应力持久条件下位错可以直接穿过硅化物，厚片层α相内部弥散分布的α2相有利于持久性能的提升。
采用光学显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜等研究了大厚截面的Ti65合金饼坯锻件力学性能以及在650℃/240 MPa条件下不同位置和同一位置不同持久时间停机后的位错演变规律。结果表明：大厚截面的锻件从边缘到心部的拉伸和持久性能存在较大差异，当距表面距离从0 mm增加至30 mm（锻件厚度的1/4）时，室温和650℃抗拉强度分别从1203 MPa和704 MPa降低至1081 MPa和652 MPa，持久断裂时间从66 h提升到161 h；当距表面距离从30 mm增加至60 mm（锻件厚度的1/2）时，抗拉强度和持久性能基本保持不变。从持久初期至持久后期，可以发现等轴α相与片状α相中的位错密度均显著升高，高密度的位错主要集中于片状α相界面处。大应力持久条件下位错可以直接穿过硅化物，厚片层α相内部弥散分布的α2相有利于持久性能的提升。
2024, 41(3):9-13.
摘要:
采用高能球磨法和放电等离子烧结技术（SPS）制备了Ti_2AlNb合金，研究了不同烧结时间对Ti_2AlNb合金微观组织及力学性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对合金显微组织及物相结构进行表征，利用万能拉伸试验机对合金拉伸性能进行测试。结果表明，烧结时间不会改变合金的物相组成，不同烧结时间下所制备的Ti_2AlNb合金均由B2相、胞状α2相和针状O相组成；在烧结温度1000℃、烧结时间70min、压强50MPa条件下，Ti_2AlNb合金中针状O相数量较多且分布均匀，其室温拉伸强度可达454.6 MPa。
采用高能球磨法和放电等离子烧结技术（SPS）制备了Ti_2AlNb合金，研究了不同烧结时间对Ti_2AlNb合金微观组织及力学性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对合金显微组织及物相结构进行表征，利用万能拉伸试验机对合金拉伸性能进行测试。结果表明，烧结时间不会改变合金的物相组成，不同烧结时间下所制备的Ti_2AlNb合金均由B2相、胞状α2相和针状O相组成；在烧结温度1000℃、烧结时间70min、压强50MPa条件下，Ti_2AlNb合金中针状O相数量较多且分布均匀，其室温拉伸强度可达454.6 MPa。
2024, 41(3):14-18.
摘要:
经3次真空自耗电弧熔炼得到规格为φ720 mm的TC18钛合金铸锭，再经80 MN快锻机开坯锻造和多道次镦拔锻造，成功制备了航空用φ500 mm超大规格棒材，并对其组织均匀性及力学性能稳定性进行了评价分析。结果表明：TC18钛合金铸锭头、中、尾不同部位的主元素极差在0.1%以内，成分均匀性良好；TC18钛合金棒材不同部位的低倍组织均匀模糊，高倍组织呈现出典型的双态组织，且组织均匀一致性良好；棒材不同部位的力学性能差异较小，具有良好的性能稳定性。
经3次真空自耗电弧熔炼得到规格为φ720 mm的TC18钛合金铸锭，再经80 MN快锻机开坯锻造和多道次镦拔锻造，成功制备了航空用φ500 mm超大规格棒材，并对其组织均匀性及力学性能稳定性进行了评价分析。结果表明：TC18钛合金铸锭头、中、尾不同部位的主元素极差在0.1%以内，成分均匀性良好；TC18钛合金棒材不同部位的低倍组织均匀模糊，高倍组织呈现出典型的双态组织，且组织均匀一致性良好；棒材不同部位的力学性能差异较小，具有良好的性能稳定性。
2024, 41(3):19-23.
摘要:
研究了固溶温度、冷却方式、保温时间及取样方向对两相区锻造的大规格TC17钛合金棒材显微组织和力学性能的影响，并根据实验结果选择最佳热处理制度。结果表明：TC17钛合金棒材的最佳热处理工艺为800℃/2h/WQ+630℃/8h/AC；固溶温度在两相区时，随着固溶温度的升高，合金强度升高，塑性降低；固溶空冷+时效的合金较相同温度固溶水冷+时效的合金强度高、塑性低；在相同温度固溶水冷条件下，缩短固溶保温时间，可改善合金的塑性；锻造后的TC17钛合金大规格棒材存在各向异性。
研究了固溶温度、冷却方式、保温时间及取样方向对两相区锻造的大规格TC17钛合金棒材显微组织和力学性能的影响，并根据实验结果选择最佳热处理制度。结果表明：TC17钛合金棒材的最佳热处理工艺为800℃/2h/WQ+630℃/8h/AC；固溶温度在两相区时，随着固溶温度的升高，合金强度升高，塑性降低；固溶空冷+时效的合金较相同温度固溶水冷+时效的合金强度高、塑性低；在相同温度固溶水冷条件下，缩短固溶保温时间，可改善合金的塑性；锻造后的TC17钛合金大规格棒材存在各向异性。
2024, 41(3):24-28.
摘要:
采用三火次热轧工艺制备出厚度为6.0mm的TC25钛合金板材，研究了退火温度对TC25钛合金板材显微组织、室温力学性能和高温力学性能的影响。结果表明：在760～840℃范围内，随着退火温度的升高，TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织中初生α相长大；当退火温度升高至880℃时，显微组织由等轴组织向双态组织转变；温度进一步升高至920℃时，呈现双态组织；当退火温度达到960℃时，双态组织中的初生α相含量明显减少，次生α相含量显著增多。双态组织的TC25钛合金板材相比等轴组织的TC25钛合金板材具有更好的室温力学性能和高温力学性能。TC25钛合金板材在920～960℃退火时可获得双态组织，且具有良好的室温和高温拉伸性能。
采用三火次热轧工艺制备出厚度为6.0mm的TC25钛合金板材，研究了退火温度对TC25钛合金板材显微组织、室温力学性能和高温力学性能的影响。结果表明：在760～840℃范围内，随着退火温度的升高，TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织中初生α相长大；当退火温度升高至880℃时，显微组织由等轴组织向双态组织转变；温度进一步升高至920℃时，呈现双态组织；当退火温度达到960℃时，双态组织中的初生α相含量明显减少，次生α相含量显著增多。双态组织的TC25钛合金板材相比等轴组织的TC25钛合金板材具有更好的室温力学性能和高温力学性能。TC25钛合金板材在920～960℃退火时可获得双态组织，且具有良好的室温和高温拉伸性能。
2024, 41(3):29-34.
摘要:
研究了采用钨极氩弧焊（TIG）焊接的Zr702合金焊接接头在8 mol/L沸腾硝酸中的应力腐蚀、电化学腐蚀、均匀腐蚀行为及其失效机理。结果表明：TIG焊接后，Zr702合金焊接接头熔合区和热影响区晶粒发生粗化；热影响区产生残余拉应力，平行于焊缝的残余应力达到179.68 MPa，垂直于焊缝的残余应力达到134.94 MPa。Zr702合金焊接接头的均匀腐蚀速率比母材高50%，这是由于组织内存在的残余应力会诱导合金溶解腐蚀。在拉应力的作用下，Zr702合金焊接接头表面的钝化膜沿着垂直于拉应力方向开裂，表现为明显的解理断裂特征，导致接头的应力腐蚀敏感性升高，存在应力腐蚀开裂的风险。
研究了采用钨极氩弧焊（TIG）焊接的Zr702合金焊接接头在8 mol/L沸腾硝酸中的应力腐蚀、电化学腐蚀、均匀腐蚀行为及其失效机理。结果表明：TIG焊接后，Zr702合金焊接接头熔合区和热影响区晶粒发生粗化；热影响区产生残余拉应力，平行于焊缝的残余应力达到179.68 MPa，垂直于焊缝的残余应力达到134.94 MPa。Zr702合金焊接接头的均匀腐蚀速率比母材高50%，这是由于组织内存在的残余应力会诱导合金溶解腐蚀。在拉应力的作用下，Zr702合金焊接接头表面的钝化膜沿着垂直于拉应力方向开裂，表现为明显的解理断裂特征，导致接头的应力腐蚀敏感性升高，存在应力腐蚀开裂的风险。
2024, 41(3):35-40.
摘要:
采用Gleeble-1500型热模拟试验机对粉体成型Zr-2合金进行等温恒应变速率热压缩实验，研究其在热变形温度650～850℃，应变速率0.001～5 s-1条件下的热变形行为。基于热压缩实验数据，采用基于应变修正的Arrhenius方程构建了粉体成型Zr-2合金的变形本构模型。研究结果表明：变形温度对粉体成型Zr-2合金的流变应力影响明显，随着变形温度的增加，材料的流变应力大幅度降低。同时，粉体成型Zr-2合金的热变形流变应力表现出对应变速率敏感的特征，即变形抗力随着应变速率的上升而增加，但在低温（650、700℃）、高应变速率5 s-1条件下变形抗力增加并不明显。基于应变修正的Arrhenius方程构建的粉体成型Zr-2合金的本构方程，其相关系数为0.9827，可以较为准确地预测该材料的流变应力。
采用Gleeble-1500型热模拟试验机对粉体成型Zr-2合金进行等温恒应变速率热压缩实验，研究其在热变形温度650～850℃，应变速率0.001～5 s-1条件下的热变形行为。基于热压缩实验数据，采用基于应变修正的Arrhenius方程构建了粉体成型Zr-2合金的变形本构模型。研究结果表明：变形温度对粉体成型Zr-2合金的流变应力影响明显，随着变形温度的增加，材料的流变应力大幅度降低。同时，粉体成型Zr-2合金的热变形流变应力表现出对应变速率敏感的特征，即变形抗力随着应变速率的上升而增加，但在低温（650、700℃）、高应变速率5 s-1条件下变形抗力增加并不明显。基于应变修正的Arrhenius方程构建的粉体成型Zr-2合金的本构方程，其相关系数为0.9827，可以较为准确地预测该材料的流变应力。
2024, 41(3):41-48.
摘要:
钎焊料的选择对钎焊效果和钎焊接头质量具有重要影响。用于钛及钛合金钎焊的钎料可分为银基钎料、钯基钎料、铝基钎料、钛基钎料4大类。分别介绍了这4类钎料的特点，其中钛基钎料是钛及钛合金钎焊连接以及与其他材料钎焊连接的最佳选择，具有润湿性能好、耐腐蚀性好、高温强度高等特点。系统阐述了钛基钎料钎焊钛及钛合金以及钛及钛合金与C/C复合材料、不锈钢、陶瓷等材料钎焊的研究进展，重点介绍了钎焊接头的界面结构以及最佳钎焊工艺下钎焊接头的抗剪强度，最后展望了钛及钛合金钎焊技术的发展方向。
钎焊料的选择对钎焊效果和钎焊接头质量具有重要影响。用于钛及钛合金钎焊的钎料可分为银基钎料、钯基钎料、铝基钎料、钛基钎料4大类。分别介绍了这4类钎料的特点，其中钛基钎料是钛及钛合金钎焊连接以及与其他材料钎焊连接的最佳选择，具有润湿性能好、耐腐蚀性好、高温强度高等特点。系统阐述了钛基钎料钎焊钛及钛合金以及钛及钛合金与C/C复合材料、不锈钢、陶瓷等材料钎焊的研究进展，重点介绍了钎焊接头的界面结构以及最佳钎焊工艺下钎焊接头的抗剪强度，最后展望了钛及钛合金钎焊技术的发展方向。
2024, 41(3):23-23.
摘要:
<正>5月28-29日，在陕西省发展和改革委员会指导下，由西北有色金属研究院主办的“稀有金属材料加工国家工程研究中心第一届技术交流研讨会”在其院本部学术报告厅成功举办。中国科学院院士张荻，陕西省发改委创新和高新技术发展处处长安军，西北有色金属研究院党委书记、稀有金属材料加工国家工程研究中心主任李建峰，副院长张于胜，院长助理、科技处处长、稀有金属材料加工国家工程研究中心副主任徐海龙出席本次交流研讨会。250余名来自国内知名高校、研究院所及企业的专家、学者与会交流。
<正>5月28-29日，在陕西省发展和改革委员会指导下，由西北有色金属研究院主办的“稀有金属材料加工国家工程研究中心第一届技术交流研讨会”在其院本部学术报告厅成功举办。中国科学院院士张荻，陕西省发改委创新和高新技术发展处处长安军，西北有色金属研究院党委书记、稀有金属材料加工国家工程研究中心主任李建峰，副院长张于胜，院长助理、科技处处长、稀有金属材料加工国家工程研究中心副主任徐海龙出席本次交流研讨会。250余名来自国内知名高校、研究院所及企业的专家、学者与会交流。
2024, 41(3):28-28.
摘要:
<正>5月23日，陕西省钛镍材料创新中心筹建启动仪式在西安经济技术开发区举行。这标志着陕西省钛镍材料创新中心将正式落户西安经开区并启动建设，为陕西省新材料领域科创资源聚集、研发能级提升开启全新篇章。陕西省钛镍材料创新中心（以下简称“创新中心”）是按照国家新型工业化和陕西省制造业高质量发展战略，围绕钛行业转型升级和钛镍材料重大需求，创建的新型创新载体。创新中心聚集钛镍产业链材料研发和装备制造领域企业、高校，形成产业联盟，以产业前沿和行业关键共性技术研发供给、转移扩散和首次商业化为重点，以实现产业创新公共服务、创新人才培养、知识产权保护运用、国际交流合作等功能为目标，致力于打造跨界协同的创新生态系统。
<正>5月23日，陕西省钛镍材料创新中心筹建启动仪式在西安经济技术开发区举行。这标志着陕西省钛镍材料创新中心将正式落户西安经开区并启动建设，为陕西省新材料领域科创资源聚集、研发能级提升开启全新篇章。陕西省钛镍材料创新中心（以下简称“创新中心”）是按照国家新型工业化和陕西省制造业高质量发展战略，围绕钛行业转型升级和钛镍材料重大需求，创建的新型创新载体。创新中心聚集钛镍产业链材料研发和装备制造领域企业、高校，形成产业联盟，以产业前沿和行业关键共性技术研发供给、转移扩散和首次商业化为重点，以实现产业创新公共服务、创新人才培养、知识产权保护运用、国际交流合作等功能为目标，致力于打造跨界协同的创新生态系统。
2024, 41(3):13-13.
摘要:
<正>申请号：CN202410156725.3申请日：2024-02-04公开(公告)日：2024-04-26公开(公告)号：CN117920933A申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院摘要：本发明提供了一种钛合金轴类锻件的成形方法，包括以下步骤：(1)对钛合金轴类锻坯进行表面处理后加热；(2)将锻压模具装配于锻压机上并采用电热棒进行预热；(3)将加热后的锻坯转移于预热后的锻压模具型腔中进行热挤压。本发明采用设置有电热棒的锻造模具对锻坯进行热挤压，更易实现锻坯温度控制，并且变形方式采用垂直挤压方式，提高了组织和性能的均匀性，并减少了毛边余量。
<正>申请号：CN202410156725.3申请日：2024-02-04公开(公告)日：2024-04-26公开(公告)号：CN117920933A申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院摘要：本发明提供了一种钛合金轴类锻件的成形方法，包括以下步骤：(1)对钛合金轴类锻坯进行表面处理后加热；(2)将锻压模具装配于锻压机上并采用电热棒进行预热；(3)将加热后的锻坯转移于预热后的锻压模具型腔中进行热挤压。本发明采用设置有电热棒的锻造模具对锻坯进行热挤压，更易实现锻坯温度控制，并且变形方式采用垂直挤压方式，提高了组织和性能的均匀性，并减少了毛边余量。
2024, 41(3):18-18.
摘要:
<正>申请号：CN202410022128.1申请日：2024-01-08公开(公告)日：2024-04-05公开(公告)号：CN117821871A申请(专利权)人：西安稀有金属材料研究院有限公司摘要：本发明公开了一种热处理固溶耦合强化近α钛基复合材料及其制备方法，该方法包括：（1）将近α钛基粉体与炭黑粉末、Ta C和Nb C陶瓷粉末球磨混合；（2）放电等离子体烧结；（3）高温固溶热处理并淬火；（4）时效热处理并冷却；（5）热轧。使用α-Ti稳定元素C和β-Ti稳定元素Ta、Nb作为添加元素，配合采用高温固溶热处理及时效热处理工艺，通过调节增强相的尺寸、形貌和分布实现各部分之间的耦合强化，提高钛合金基体的强度，改善钛合金基体和陶瓷相的物理兼容性，从而提高近α钛基复合材料的力学性能。
<正>申请号：CN202410022128.1申请日：2024-01-08公开(公告)日：2024-04-05公开(公告)号：CN117821871A申请(专利权)人：西安稀有金属材料研究院有限公司摘要：本发明公开了一种热处理固溶耦合强化近α钛基复合材料及其制备方法，该方法包括：（1）将近α钛基粉体与炭黑粉末、Ta C和Nb C陶瓷粉末球磨混合；（2）放电等离子体烧结；（3）高温固溶热处理并淬火；（4）时效热处理并冷却；（5）热轧。使用α-Ti稳定元素C和β-Ti稳定元素Ta、Nb作为添加元素，配合采用高温固溶热处理及时效热处理工艺，通过调节增强相的尺寸、形貌和分布实现各部分之间的耦合强化，提高钛合金基体的强度，改善钛合金基体和陶瓷相的物理兼容性，从而提高近α钛基复合材料的力学性能。
