航空钛合金锻造技术的研究进展

今年国内外都开始关注于航空钛合金锻造技术的研究和运用,主要通过等温锻造、精密碾轧、大型复合构件整体成型、锻造工艺模拟等各种工艺方式开展航空钛合金锻造生产加工工作,取得了良好的成绩.针对于此,下文分析航空钛合金锻造技术的研究进展,旨在为相关生产加工工作的高质量、有效性开展提供一定的帮助.     

钛合金复杂构件等温锻造工艺研究

针对钛合金复杂构件采用机加工成形成本高,材料利用率低的现状,提出钛合金复杂构件的新工艺,即先等温锻造成复杂构件形状,然后辅以机械加工的方法成形。通过有限元模拟分析和实验研究,提出非对称变截面钛合金复杂构件等温锻造成形工艺为:锻造温度900～950℃,应变速率0.03 mm·s-1,采用玻璃润滑剂,模具材料选用K3合金和空冷的锻后处理。实验结果表明:采用该等温锻造成形工艺获得的钛合金复杂构件完全满足系统的性能要求,并可替代机械加工产品;按新工艺加工成形的钛合金复杂构件,不但降低成本,缩短机加工时间,而且材料利用率也提高到60%以上。     

钛合金整体叶盘等温锻造技术

对TC17合金整体叶盘的锻件图、锻造毛坯的形状和模具结构及等温锻造工艺进行了研究，结果表明采用等温锻造工艺可生产出表面光洁、外形尺寸精确的钛合金整体叶盘等温锻件，锻件将叶盘和叶片作为一个整体，达到了设计减重的要求。锻件金属流线分布合理，组织、性能满足要求。     

飞机制造业发展与钛合金等温锻造技术

首先对锻件在飞机机身结构零部件中的应用情况进行了介绍,强调了锻件对飞机制造业的重要性。然后结合航空飞机及其发动机的发展需求,分析了飞机结构材料、零部件结构设计理念的变化对锻造技术的影响,重点介绍了等温模锻技术,详细剖析了等温锻件在提高飞机零部件性能方面的技术优势。最后,提出发展等温模锻技术对计算机辅助设计、工艺仿真等数字化和信息化技术、稀贵金属回收处理及再利用技术以及低成本模具材料制备等其他辅助技术的需求。     

BT25钛合金压气机盘等温精锻件的研制

采用等温锻造工艺成功地试制出BT25钛合金精密锻件，锻件的各项性能指标全部满足技术条件的要求，且锻件的加工余量小、材料的利用率高、组织和性能稳定。     

航空发动机钛合金气机盘等温锻件的研制

采用超塑性等温锻造工艺对ＴＣ１１钛合金航空发动机的压气机盘进行了研制。在模具材料采用基铸造高温合金，用玻璃型润滑涂料，模具加热温度控制在９５０－９６０℃。坯料加热为９５０℃保温１．５－２小时的情况下，进行超塑性等温锻造时能上观尺寸精确，性能都能符合技术要求的盘件。     

多向锻造法细化钛及钛合金晶粒的研究现状

多向锻造技术是一种制备超细晶结构材料的重要方法,能够有效改善材料的各项性能,因此近年来越来越受到人们的广泛关注。综述了多向锻造技术细化钛合金晶粒的研究现状,介绍了多向锻造技术的工艺过程和晶粒细化机制,分析了当前研究中存在的主要问题,并展望了多向锻造技术在钛合金加工中的应用前景。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

航空航天用钛合金盘件开发与应用

钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀、耐高温等优良性能,在航空航天、舰艇、化工等领域得到日益广泛的应用.阐述了航空航天用钛合金盘件的研究现状,重点介绍了高性能钛合金盘件的制备工艺,包括粉末冶金热等静压成形和超塑性等温锻造成形.分析了钛合金盘件在航空航天领域的应用现状,并探讨了航天航空用钛合金盘件的发展趋势.     

Design for Isothermal Forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni Alloy

 Abstract: The three-dimensional finite element code was utilized to investigate the isothermal forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni (at.%). The partition of height reduction, effective strain and damage during the forging were analyzed. And the experiment was employed to verify the simulation results. The results show that severe plastic deformation can improve the homogeneity of the deformed microstructure and the higher accumulative height reduction can be achieved through two-step forging. With the isothermal forging of 60%+62.5% (total 85%), the entire forged pancake can acquire refined microstructure and expand the uniform flow zone to almost the entire volume without generating strain-induced defects or cracking.     

高强高韧钛合金研究与应用进展

航空航天业的发展对高强度、高断裂韧性的新型钛合金的需求越来越迫切,研究具有自主知识产权并用于航空大型结构件的新型高强高韧钛合金得到世界各国的重视.综合评述了国外传统的Ti-1023、BT22合金、β-21S合金、β-C合金,新型Timetal555和VST55531合金以及我国的TB2和TB10合金等7种高强高韧钛合金研究及应用现状,分析了合金的成分、组织、强度、塑性、断裂韧性等特点.根据国内外高强高韧钛合金发展现状,提出发展方向:研制Rm≥1300 MPa,K(IC)≥55 Pa·m(1/2)新型高强韧钛合金;新型合金成分应以Ti-Al-Mo-V-Cr系为主;探索加工工艺与高强高韧钛合金合金组织及性能的关系;发展具有优异的淬透性及良好的锻造性能为主的大型锻件用高强高韧钛合金.     

航空航天用新型钛合金的研究发展及应用

从高强高韧β型钛合金（Ｔｉ１０２３,Ｔｉ１５３,β２１Ｓ,ＳＰ－７００和ＢＴ－２２）、高温钛合金（ＩＫＭＩ８２９,ＩＭＩ８３４,Ｔｉ１１００,ＢＴ１８Ｙ,ＢＴ３６）、钛铝化合物为基的钛合金（Ｔｉ３Ａｌ（α２）和ＴｉＡｌ（γ））和阻燃钛合金（ＡｌｌｏｙＣ,ＢＴＴ－１和ＢＴＴ－３）等４个方面,对航空航天用新型钛合金的新进展作了简略介绍。     

钛金属和钛产业的发展

对钛的研究和产业发展状况进行了综述, 包括钛的发现、钛工业发展、钛的主要应用等, 通过研究, 对今后钛及钛合金的研究方向和钛产业发展提出了建议, 认为: 钛在更广阔的领域获得应用需解决两方面的问题: (1)提高钛在不同用途上特性, 如, 通过合金化、金属间化合物以及研制新型钛合金提高性能; (2)有效降低钛的生产成本, 如从海绵钛生产、材料设计和材料加工等环节降低成本.     

钛合金的腐蚀机理及耐蚀钛合金的发展现状

钛及钛合金作为耐蚀结构材料在腐蚀工程中的应用已越来越广泛。综述了钛合金在不同腐蚀介质中的几种腐蚀行为及其腐蚀机理,概述了不同合金化元素的添加对钛合金耐蚀性能的影响及其作用机理,最后介绍了耐蚀钛合金的发展现状,以及今后耐蚀钛合金研究的发展方向。     

钛合金的应用现状及发展前景

综述了目前钛合金的主要应用领域，包括航空航天、船舶、医疗等行业，并展望了钛合金的应用前景和发展方向。