激光立体成形TC4钛合金的热力场演化

激光立体成形能够实现高性能复杂零件的精确成形，但成形过程中的高温度梯度极易导致残余应力和变形，最终影响构件的几何精度和力学性能。通过搭建基板单边夹持原位热变形测量系统，探究了多道多层TC4钛合金成形件在激光立体成形过程中基板温度、变形的演化规律，分析了不同扫描策略对构件热应力场的影响。研究结果表明，构件的变形发展受其热历史驱使，扫描策略对成形件的热变形具有显著影响。     

轧制与退火对T9S钛合金板材组织与性能的影响

研究了轧制变形量及退火温度对T9S钛合金板材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:增加成品轧制变形量,板材组织破碎更充分,退火后形成等轴α相、拉长α相和晶间β相组织形貌,变形流线比较明显,板材室温强度和硬度升高,伸长率降低,弹性模量增加。随着退火温度升高,板材室温强度和硬度逐渐降低,伸长率逐渐提高,横向弹性模量逐渐减小,纵向弹性模量先增加后减小。经(750~790) ℃×45 min空冷退火处理后的板材可以获得较好的强度和塑性的匹配。     

钛合金异型材在线电加热控制系统研制

钛合金异型材矫直需要在在线加热状态下进行,且对矫直温度的精度和均匀性均有苛刻的要求。针对100 t钛合金异型材张力热矫直机,研制了钛合金异型材在线电加热控制系统。该系统采用两支光纤红外传感器对钛材进行实时两点测温与控制,由工业触摸屏人机界面（HMI）进行矫直温度的设定与实时温度显示及报警,S7-300 PLC控制IGBT加热电源实现钛合金异型材在线电加热,设计了基于模糊PID控制算法,实现了对钛合金异型材温度的精确与快速控制。     

TC4ELI钛合金低周疲劳性能研究

研究了具有网篮组织的TC4ELI钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能,给出了TC4ELI钛合金在低周疲劳下的循环应力-应变曲线,拟合出循环应变硬化指数、循环强度系数以及应变-寿命特征系数,并通过光学显微镜进行金相分析,通过扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明,TC4ELI钛合金呈现出循环软化的特性;距离疲劳断口1.5 mm处的组织形态与断口处无明显变化,疲劳裂纹以穿晶方式扩展直至断裂;随着应变幅值增大,韧窝变大变深,韧性断裂特征变得更加显著。     

钛合金激光清洗及其对激光焊接气孔的影响

采用砂纸打磨、酸洗、激光清洗等方式对Ti6Al4V钛合金进行焊前清洗。通过扫描电镜、白光干涉仪、能谱仪分析了各种清洗方式下的表面形貌、粗糙度和化学成分，研究了不同清洗方式及参数对清洗效果的影响。在均匀熔透和表面质量良好的同一激光焊接条件下，比较了不同清洗条件对气孔率的影响。合适的激光清洗可有效清除焊接试件表面氧化层，并改善表面粗糙度，得到较低的气孔率，其焊缝可达到中国航天工业行业标准I级焊缝要求。     

内含硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展研究

为研究钛合金轮盘内部硬α夹杂疲劳裂纹扩展特性，对含预置硬α夹杂钛合金轮盘开展低循环疲劳裂纹扩展试验。结果表明:5229次循环后轮盘破裂；疲劳断口宏观、微观特征显示，预置硬α夹杂为本次疲劳破坏的疲劳源；在裂纹扩展前期，轮盘断口裂纹扩展速率较材料试验数据快；在裂纹扩展中期，断口裂纹扩展速率曲线呈对数线性关系；为了解决疲劳裂纹扩展后期疲劳条带不易识别的问题，使用等效裂纹扩展模型拟合断口裂纹扩展速率曲线，从而可以利用疲劳条带宽度来计算总寿命。同时，利用断口数据，提出和总结了预置硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展特性仿真研究的方法。仿真研究显示:基于Paris公式建立裂纹扩展模型能较好地预测轮盘裂纹扩展特性；轮盘由于疲劳发生最终断裂破坏时，裂纹前沿的应力强度因子远大于断裂韧性，因此，不宜使用应力强度因子直接作为破裂准则。     

公共选修课程《21世纪新能源》教学改革与探索

《21世纪新能源》是一门面向各专业学生开设的公共选修课,主要介绍能源相关基础知识,传统能源对生态环境的危害,及新能源种类和能源前沿热点,以使学生了解目前能源利用现状和未来能源开发方向。本文结合多年教学实践,梳理总结了高校公选课教学过程中出现的常见问题,针对性地提出了解决措施,并在《21世纪新能源》授课过程中付诸实践。通过理论联系实际,对课堂管理、教学方法和教学内容等方面,进行了教学改革与探索,取得了较好的教学效果。     

TC4金属纤维多孔材料在硫酸介质中的腐蚀规律研究

研究了钛合金(TC4)金属纤维多孔材料(FTC4)在硫酸介质中的腐蚀行为,使用扫描电镜和能谱分析仪分析了FTC4腐蚀过程中的纤维形貌和成分变化规律。结果表明:FTC4在硫酸质量分数小于4%时表现出耐腐蚀性,硫酸质量分数大于4%时不耐腐蚀,腐蚀速率随着硫酸浓度升高而增大;FTC4在质量分数为50%的硫酸中腐蚀过程根据单位面积失重率可分为4个阶段,分别为开始腐蚀阶段、快速腐蚀阶段、缓慢腐蚀阶段和完全腐蚀阶段;腐蚀活化区表面的形貌变化顺序为点蚀、切削沟槽腐蚀、沟底裂纹、点蚀连通、岛状结构、纤维碎裂;腐蚀活化区的钛、铝和钒3种主要元素均发生了腐蚀反应,且腐蚀量较大,钝化区发生了腐蚀,腐蚀量很小,主要是铝和钒两种元素的腐蚀。     

钛合金表面多磁极耦合旋转磁场光整加工特性

面向激光增材制造钛合金表面的光整加工需求，设计出一种多磁极耦合旋转磁场光整加工装置来研究光整加工特性。基于ANSYS Maxwell仿真软件分析了光整加工装置的磁场强度分布。搭建了实验光整平台，分析了主轴转速、C轴转速和加工间隙对表面质量的影响。结果表明，在主轴转速500 r/min、C轴转速160 r/min和加工间隙0.7 mm的加工条件下，表面粗糙度Ra由5.991 μm下降至0793 μm。扫描电子显微镜(SEM)观测表明，光整后的钛合金表面沉积层消失，表面质量得到显著改善。     

薄壁弱刚性钛合金结构件制造工艺

随着新型材料冶金技术的发展与进步,钛合金作为“崛起的第三代金属”已完全替代了铝镁合金和钢构件,成为航天飞行器上应用范围最广的材料之一。从某新研制航天飞行器外部结构件用钛合金材料的特性及切削特点入手,针对薄壁弱刚性钛合金结构件在实际加工过程中遇到的诸多难点,提出了相应的解决办法,并重新设计了零件工装。结果表明,改进措施不仅保证了零件质量,而且提高了零件加工效率,使单件零件的生产周期缩短了近10h。