航空发动机钛合金压气机组件防钛火用阻燃可磨耗涂层研究进展

本文描述了钛合金在航空发动机的应用优势及出现的"钛火"问题,并介绍了解决"钛火"的方案,如阻燃钛合金、阻燃涂层及阻燃可磨耗涂层等。着重介绍了阻燃可磨耗涂层的技术研究现状,包括其涂层阻燃可磨耗性的评价标准以及阻燃可磨耗的相关机理研究。最后指出了在600～750℃区间应用的钛合金阻燃可磨耗涂层未来研究趋势和发展方向。     

WSTi3515S阻燃钛合金的工程化制备及力学性能研究

WSTi3515S合金作为一种新型阻燃钛合金,关于其工程化应用的研究刚刚开始。对比分析了由西部超导材料科技股份有限公司生产的WSTi3515S合金?300 mm大规格棒材以及55 mm×270 mm×1 200 mm板坯不同方向的显微组织、室温及高温性能等。结果表明:WSTi3515S阻燃钛合金的可探性好,具有1 000 MPa级的室温强度,且540℃高温拉伸、高温蠕变、高温持久以及热稳定性等性能良好,均可满足工程化应用标准的要求。     

装甲钛合金的研究与应用现状

综述了国内外装甲钛合金的研究现状，主要论述了抗弹性能及抗毁伤机理、附加装甲结构单元技术、应用基础研究等；介绍了抗弹性能考核评价及板材验收规范，主要包括抗弹性能考核评价方法、抗弹性能指标体系建立、板材验收标准制定情况等。通过对装甲钛合金应用现状和发展趋势的分析，加深人们对装甲钛合金材料和应用技术的理解，推动装甲钛合金材料的工程化应用。在进一步论述装甲钛合金应用现状的基础上，提出了未来装甲钛合金研究发展趋势。     

高温钛合金制造技术研究进展

高温钛合金制造技术已成为先进航空发动机技术的核心与关键,近年来受到高度重视。在简要回顾新型高温钛合金、阻燃钛合金和Ti-Al系金属间化合物合金发展的基础上,从大规格铸锭熔炼、挤压开坯、整体叶盘模锻、环件轧制及零件机加工等方面介绍这些高温钛合金制造技术研究所取得的重要进展。最后,提出我国高温钛合金应用研究中需要重点关注的问题以及进一步发展的建议。     

钛合金激光冲击强化技术的研究与应用

激光冲击强化是一种新型表面强化技术,能够在材料表层产生残余压应力,提高结构件的疲劳强度、表面硬度,延长其疲劳寿命,在钛合金结构件中应用前景广阔。介绍了激光冲击强化的基本原理和特点,并结合国外研究现状,着重分析了我国钛合金激光冲击强化技术在工艺基础研究以及提高疲劳强度、改善焊缝应力状态、表面纳米化、强化孔结构、修复及再制造受损件等方面的研究现状,并指出了该技术在钛合金工程化应用方面需解决的关键问题。     

钛合金在航空领域的发展与应用

钛合金具有较高的比强度和较好的高温强度,广泛应用于航空领域飞机机身结构材料和航空发动机材料。介绍了目前钛合金在航空领域的应用现状,重点介绍了高性能钛合金的研究现状,包括高强度钛合金、高温钛合金以及阻燃钛合金。最后总结归纳了我国航空钛合金的发展趋势。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天色行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形／扩散连接（SPF／DB）技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形／扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

钛合金基体上阻燃涂层的研究进展

介绍了航空发动机上钛燃烧及其原因。概括了国内外钛合金基体上阻燃涂层的研究概况,重点对钛合金基体上阻燃涂层的应用、阻燃性能的检测方法和阻燃机理进行了总结。并对国内该类涂层的研究提出了一些建议。     

航空航天用TA18钛合金管材的研发及应用

简要介绍了TA18管材在国内外的研究发展和应用现状,分析了我国与国外在该管材研制技术、标准制定及应用方面的差距。美国在航空用TA18钛合金管材方面已有一系列标准,并不断加以修订、完善,且有成熟的生产技术,在航空航天领域广泛应用。我国中强级TA18钛合金管材已有应用,而高强级TA18钛合金管材的应用尚属空白。通过近几年的研究,国内高强级TA18管材的研制已经取得重大突破,有望在2～3年内实现国产化。     

装甲钛合金低成本技术研究及其应用现状

装甲钛合金具有比强度高、抗弹性能好、焊接强度高、耐腐蚀等特点，是新型装甲装备实现轻量化与强防护的优选材料。但是装甲钛合金的高成本限制了其在装甲装备中的大规模工程化应用。因此，装甲钛合金的低成本技术研究是兵器钛合金领域研究的重点方向之一。主要论述了装甲钛合金的低成本合金化技术、装甲钛合金的低成本制造技术、装甲钛合金的分类情况与性能特点以及装甲钛合金的应用现状。在此基础上，提出了中国装甲钛合金低成本技术研究与应用的发展方向，为进一步提高中国装甲钛合金的工程化应用水平提供参考。     

航空用损伤容限型钛合金研究与应用

为了满足新型飞机的大尺寸、高减重、长寿命和低成本的设计与应用需求,采用损伤容限型钛合金材料及其应用技术是一条重要途径。国外发达国家已经在新型损伤容限型钛合金材料研制和在先进飞机上的应用方面走在了前列,特别是像中强度的Ti-6Al—4VELI和高强度的Ti一6—22—22S等,已经成功地应用在了美国F-22／F-35,C-17等新一代飞机中,大大地提高了飞机的使用寿命和战斗力。这几年我国先后自主创新发展了中强度损伤容限型钛合金TC4-DT和高强度损伤容限型钛合金TC21,建立了损伤容限型钛合金的口处理加工技术,为我国新型飞机的研制奠定了材料应用技术基础。通过分析国内外损伤容限型钛合金材料及其新型加工工艺技术的研究发展情况,结合我国新型损伤容限型钛合金材料研究进展,重点探讨了新型损伤容限型钛合金的材料特点、性能水平和应用前景。     

微弧离子沉积阻燃涂层及其性能

采用微弧离子表面改性技术在TC11合金表面制备阻燃涂层,采用扫描电镜、透射电镜、XRD等方法分析了阻燃涂层组织及物相,采用“钛火”液滴法试验平台测试了TC11钛合金在300～700 ℃之间的燃烧参数,验证了同等试验条件下带有阻燃涂层TC11钛合金试样在300～700 ℃之间的阻燃有效性. 结果表明,制备的阻燃涂层主要由TiZr非晶相组成,涂层致密,与基体为冶金结合,700 ℃以内具有一定的阻燃性能,分析阻燃涂层的阻燃机理主要为涂层吸收能量,减小基体对热量的吸收,同时阻止钛合金与氧接触机制来阻燃.     

3D打印钛及钛合金的发展现状及挑战

3D打印技术正在挑战传统制造工艺的主导地位,尤其是在以钛合金为代表的金属领域凸显出巨大潜力。本文重点介绍了当前用于钛及钛合金制造的主流打印技术的研究现状,详细分析了每种技术的基本成形机理和存在问题,指出了工艺应用挑战和如何解决这些问题的可能措施。同时,对这些技术的主要优缺点进行了比较,以便于根据实际应用需求选择最佳的3D打印工艺,归纳了各种类型的3D打印钛及钛合金的代表性应用及相关性能,指出了3D打印高性能钛部件的发展方向。     

Physical properties of WSTi3515S burn-resistant titanium alloy

Development of burn-resistant titanium alloys is the most direct way of mitigating the ignition and propagation of titanium fires in jet engines. WSTi3515S alloy(Ti–35V–15Cr–0.3Si–0.1C) is a new high alloying beta type burn-resistant titanium alloy, belonging to Ti–V–Cr type alloys which have been made significant progress in engineering technology in the past 5 years. The physical properties of WSTi3515S burn-resistant titanium alloy such as the elastic properties and thermal properties were measured and analyzed in different conditions. The results show that both the Young's modulus and shear modulus of WSTi3515S alloy decrease slightly with the temperature increasing at the tested temperature range. The Poisson's ratio of WSTi3515S alloy is around 0.36. However, the thermal properties such as the specific heat, thermal diffusivity, thermal conductivity and thermal expansion increase with the temperature increasing, which results from the strengthening of lattice heat vibration at elevated temperature. And the room temperature density of WSTi3515S alloy is 5.295 gácm~(-3).     

采用增材制造技术制备的钛合金的高温氧化行为研究进展

钛合金具有良好的力学和化学性能,在航空航天、生物医学和化工等领域得到了广泛应用.介绍了耐热钛合金的发展现状,采用传统工艺和增材制造技术制备的钛合金的抗氧化性能的研究现状,以及近年来对提高钛合金抗高温氧化性能的合金化和表面改性等技术手段的研究进展.展望了进一步改善采用增材制造技术制备的钛合金抗高温氧化性能的研究方向.     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

激光增材制造钛合金微观组织和力学性能研究进展

激光选区熔化(SLM)技术与激光熔化沉积(LMD)技术在航空航天、生物医疗等领域的应用具有巨大潜力,但由于成形的Ti6Al4V合金构件存在较差的表面质量、较大的残余应力以及内部孔洞等问题,影响了构件的力学性能,从而制约了其大规模的应用。针对这一现状,首先概述了激光选区熔化技术与激光熔化沉积技术的制造原理,比较了2种增材制造技术的成形参数及其特点,并分析了2种不同成形技术的自身优势以及适用场合。其次,从2种增材制造技术成形钛合金的工艺参数入手,综述了激光功率、扫描速度、激光扫描间距、铺粉厚度、粉床温度等参数对SLM工艺成形钛合金的影响,以及激光功率、扫描速度、送粉速率等参数对LMD工艺成形钛合金的影响。发现成形工艺参数直接影响了粉末熔化程度、熔合质量和成形显微结构,从而影响成形件的组织与力学性能。此外,综述了不同的扫描策略对两种增材制造技术成形钛合金的表面质量与力学性能的影响,可以发现在不同扫描策略下同一试样表面的不同区域表面质量、残余应力以及抗拉强度存在较大差异,同一扫描策略下试样的不同表面之间也存在各向异性。最后,探讨了不同热处理工艺对钛合金微观组织和力学性能的影响,通过合适的热处理能够降低成形构件应力,并调控组织相变和性能。     

Al元素对Ti-V-Cr系阻燃钛合金热强性影响的研究

制备了Ti-25V-15Cr-0．2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0．2Si2种阻燃钛合金，分别测试其在不同热暴露和蠕变工艺条件下的热稳定性能和蠕变性能，并观察了组织。结果表明，Al元素提高了Ti—V-Cr系阻燃钛合金的室温力学性能，降低了热稳定性能和抗蠕变性能；在实验的热稳定和蠕变工艺参数下，2种合金中只存在a相和Ti5Si3相，没发现其他过渡相和中间化合物；在热暴露和蠕变过程中，组织稳定性降低，Al元素的添加促进了a相和Ti5si，相的析出，降低了Ti-V-Cr系阻燃钛合金抗蠕变性能和热稳定性能。     

Double Glow Plasma Surface Alloyed Burn-resistant Titanium Alloy

TITANIUM and its alloys have been extensively usedin aeronautics and astronautics industries because oftheir low specific gravities,high strength,stiffness,good toughness and high corrosion resistance.However,conventional titanium alloys may be ignited and burntunder high temperature,high pressure and high gasflow velocity conditions.Titanium fire took placeseveral times in engines.This shortcoming limitsapplication of titanium alloys.In order to avoid thistechnical problem,Ti-Cr-V,Ti-Cu-…