TC11钛合金应变率相关的拉伸行为

为了获取TC11钛合金拉伸性能随应变率的变化规律,对该材料开展了宽应变率范围下的单轴拉伸试验。结果表明,随着应变率从准静态增加到动态,TC11钛合金的屈服强度略有上升,而应变硬化模量下降。此外,在准静态和动态拉伸下,TC11钛合金均发生了剪切断裂,但动态断裂面上韧窝尺寸小于准静态断面上韧窝尺寸。进一步对材料在变形过程中的温升进行了分析,结果发现,高应变率下材料断裂面上更小尺寸的韧窝和材料更容易发生应变软化归因于动态加载情况下材料中产生了更高的温升。     

CC/PANI/TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究

先采用原位聚合的方法在碳布上负载聚苯胺,然后利用溶剂热法在制备的碳布/聚苯胺(CC/PANI)复合材料上生长二氧化钛纳米片,得到了可便捷分离的CC/PANI/TiO₂复合光催化材料。通过SEM、XRD、UV、FTIR、XPS等手段对所制备的样品进行了形貌和结构表征,并比较了CC/PANI/TiO₂复合材料和纯TiO₂紫外-可见光条件下催化降解RhB的活性差异,结果表明CC/PANI/TiO₂复合材料具有比TiO₂更优异的光催化活性。光致发光光谱说明CC/PANI/TiO₂复合材料的发光强度比纯TiO₂的弱,有效抑制了光生载流子的复合;瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)证明CC/PANI/TiO₂纳米复合材料更有效促进电子-空穴对分离和提高转移效率;活性物质捕捉实验证实?OH和?O_2^-是复合材料光催化降解RhB过程中的主要活性物质。CC/PANI/TiO₂复合材料循环利用6次后,仍然具有较高的催化活性,显示了其在污水处理领域中的良好应用前景。     

钛合金线性摩擦焊接头焊接缺陷分析

本文选用几种不同工艺参数对TC17钛合金进行线性摩擦焊试验。采用填埋热电偶的方法测量焊接过程中界面温度,运用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段对接头焊接缺陷进行深入分析,利用显微硬度仪测量了两种不同参数下接头的显微硬度分布。研究表明：当振幅a=1mm时,焊接过程中热输入严重不足,无法得到良好的焊接接头,焊接过程中界面最高温度仅达到相变点附近,而采用a=3mm焊接时,界面温度可以达到1170℃。振幅a=1mm得到的TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头界面会出现孔洞、磨损颗粒、氧化物及夹杂、局部未焊合等焊接缺陷。显微硬度测试结果表明：在a=3mm参数下接头焊缝中心显微硬度值最低,相反残留氧化物及夹杂的存在使得振幅a=1mm时得到的接头焊缝中心显微硬度值达到最大。     

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。     

车削去除钛合金棒材表面氧化皮工艺参数试验研究

目的 通过车削去除表面氧化皮,分析车削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,确定可行工艺参数组合,使车削去除钛合金棒材表面氧化皮的同时,获得较低的表面粗糙度.方法 基于响应曲面法中心复合设计,采用YG8硬质合金车刀,对表面带有氧化皮的TC4钛合金棒材进行车削试验,建立表面粗糙度预测模型,并进行显著性分析,验证模型的准确性.分析车削工艺参数(包括主轴转速n、进给速度v及切削深度ap)对表面粗糙度的影响规律.对比在处理氧化皮厚度不同的TC4钛合金棒材时,工艺参数对表面粗糙度的影响.结果 表面粗糙度预测模型的误差在1.66％～3.33％,模型准确度较高.主轴转速n、进给速度v及切削深度ap的显著度均小于0.05.在工艺参数交互作用中,v-ap对表面粗糙度的显著度P<0.0004.通过分析车削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,确定了可行车削工艺参数域和可行车削工艺参数组合.结论 建立的表面粗糙度预测模型准确度较高,可作为表面粗糙度的预测模型.去除表面氧化皮的车削工艺参数对工艺指标表面粗糙度的影响次序为ap>v>n,在工艺参数交互作用中,v-ap的交互作用对表面粗糙度影响更大.车削工艺参数对表面粗糙度的影响趋势不受表面氧化皮厚度的影响.无心车床在可行车削工艺参数组合的工作条件下,通过车削方式可在完全去除钛合金棒材表面氧化皮的同时,获得较低的表面粗糙度.     

面向钛合金微细铣削的等离子体电解氧化膜层的制备与性能分析

目的 降低TC4钛合金微小零件的铣削难度,提高表面加工质量和加工效率.方法 采用以NaAlO2为主要成分的电解液,借助等离子体电解氧化(Plasma Electrolysis Oxidation,PEO)作用,在TC4钛合金表面原位生长厚度约为20μm的疏松多孔氧化膜层.分别使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪对氧化膜层的结构和组成进行表征,采用测力仪、白光干涉仪对氧化膜层微细铣削时的切削力和表面粗糙度进行测量.结果 氧化膜层为TC4钛合金原位生长所得,厚度较为均匀,约为20μm.结构疏松多孔,孔隙率高,孔洞分布较为均匀,与基体结合力差.与TC4钛合金相比,氧化膜层的弹性模量和硬度分别降低了79.8％和75.0％;相同切削参数下,三向铣削力分别降低了91.90％、78.13％和42.62％,表面粗糙度Ra值减小了52.6％.结论 该氧化膜层较传统膜层而言,有更加疏松多孔的结构,强度更低,可明显降低微细铣削的三向力,加工表面粗糙度明显降低,且无明显的顶部毛刺.该方法显著降低了TC4钛合金微细铣削的加工难度,有效改善了加工表面质量,验证了等离子体电解氧化的方法用于辅助铣削TC4钛合金的可行性.     

Probing into the Yield Plateau Phenomenon in Commercially Pure Titanium During Tensile Tests

To explain the intrinsic mechanism of the yield plateau phenomenon in commercially pure titanium, the tensile behaviors of commercially pure titanium specimens after 91.6% cryorolling and subsequent annealing at 280 ℃, 335 ℃, 450 ℃ and 600 ℃ have been studied. The results show that the yield plateau phenomenon is a result of dislocation behaviors controlled by grain size and thus only exists within a given range of mean grain size. α grain boundaries are the main dislocation multiplication sources of commercially pure titanium. Fine-grained microstructure could offer numerous dislocation multiplication locations during deformation. Once the applied stress is above the yielding strength, dislocations multiply rapidly and the mobile dislocation density is high. To retrieve the imposed strain rate, the mean dislocation velocity is bound to be low. Therefore, it takes time for them to interact with each other. As a result, the movement of dislocations is hardly blocked and the deformation could continue at a nearly constant applied stress. Consequently, the so-called yield plateau behavior presents in the tensile curves. The disappearance of yield plateau phenomenon in coarse-grained and ultrafi ne-grained microstructures is attributed to the quick realization of the mutual interactions among dislocations at the initial stage of tensile test.     

Microstructure and mechanical properties of laser additive manufactured novel titanium alloy after heat treatment

A novel α+β titanium alloy with multi-alloying addition was designed based on the cluster formula 12[Al-Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al-Ti₁₄](AlV_1.2Mo_0.6Nb_0.2) which was derived from Ti-6Al-4V.The nominal composition of this novel alloy was determined as Ti-6.83Al-2.28V-2.14Mo-0.69Nb-6.79Zr.In this study,the novel alloy and Ti-6Al-4V alloy samples were prepared by laser additive manufacturing.The microstructure,micro-hardness,room/high temperature tensile properties of the as-deposited samples were investigated.Compared to Ti-6Al-4V,the novel alloy has much higher room and high temperature (600℃) tensile strengths,which are 1,427.5 MPa and 642.2 MPa,respectively;however,it has a much lower elongation (3.2%) at room temperature because of the finer microstructure.To improve the elongation of the novel alloy,heat treatment was used.After solution at 960℃ or 970℃ for 1 h followed by air cooling and aging at 550℃ for 4 h followed by air cooling,a unique bi-modal microstructure which contains crab-like primary α and residual β phase is obtained,improving the compression elongation by 80.9% compared to the as-deposited samples.The novel alloy can be used as a high-temperature and high-strength candidate for laser additive manufacturing.     

TA32钛合金板成形性能与电磁辅助弯曲成形实验研究

由于TA32钛合金板室温成形性差、精度难以保证,开展了电磁辅助弯曲成形方法的实验研究,通过拉伸和电磁成形实验探究了TA32钛合金的力学性能和成形性能,获得了TA32钛合金板在准静态和动态拉伸下的应力、应变关系,给出了在电磁成形状态下的成形极限应变,阐明了电磁成形作用下的TA32钛合金的增塑机制。采用匀压式电磁辅助弯曲成形的方法对TA32钛合金板开展实验研究,结果表明:电磁辅助弯曲成形方法能够有效地提高弯曲件的成形精度,并且在一定条件下,放电能量越高,贴模效果越好、成形精度越高。带压紧翼的弯曲件的变形区外层过度伸长而产生减薄并开裂,不带压紧翼的弯曲件通过合理地控制放电电压能够获得较好的成形效果。     

TC32钛合金不同热处理工艺下的组织性能及断裂机制

以新型高性能低成本TC32钛合金为研究对象,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等,研究了普通退火(700 ℃×2 h, AC)和双重退火(880 ℃×2 h, AC+550 ℃×6 h, AC)两种热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:普通退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为37.2%,并产生轻微球化现象,β转变基体由较粗片层状的次生α相和残余β相组成,合金的抗拉强度均值为939 MPa,伸长率均值达17.4%;双重退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为11.8%,并产生明显的球化现象,β转变基体由网篮状结构的细片层次生α相组成,合金的抗拉强度均值达1258 MPa,伸长率均值为9.4%;两种工艺下合金的室温拉伸断口均表现为韧性断裂,普通退火的断口中纤维区面积和剪切唇面积大,无明显放射区,韧窝数量多、尺寸大、深度深,双重退火的断口中有一定面积的放射区,除了等轴韧窝外,还有一定数量的撕裂棱。