显微组织对TC16钛合金棒丝材冷镦成形性能的影响

TC16钛合金棒材在冷镦成形方面具有较大的加工和应用优势,棒材组织形貌对最终紧固件冷镦成形性有直接影响。采用不同加工方式、不同变形温度和热处理制度获得了不同组织状态的TC16钛合金小规格棒丝材,通过紧固件冷镦成形实验,研究了显微组织对冷镦成形性能的影响。结果表明,TC16钛合金丝棒材冷镦过程中的组织变形主要是纵向金属扁平化和破碎挤压的过程;纵向为等轴组织或者网篮组织的TC16钛合金棒丝材,在冷镦过程中纵向变形均匀,冷镦过程顺利;纵向为拉长组织的TC16钛合金棒丝材在冷镦过程中易产生裂纹。     

Ti-1023合金VAR熔炼数值模拟研究

Ti-1023合金因其优异的性能广泛应用于大型承力结构件,然而因其添加Fe元素含量较高,容易在真空自耗熔炼(VAR)制备铸锭的过程中出现Fe偏析,影响锻件的性能。利用多场耦合重熔工艺仿真优化软件(Melt Flow-VAR)建立的模型研究了Ti-1023合金在VAR不同阶段下的熔池形状和元素浓度分布,并以模拟工艺制备了Ti-1023合金Φ640 mm大规格铸锭进行验证。结果表明:随着熔炼的进行,模拟的熔池形状按初期的扁平状→中期的V形→末期的深V形变化,熔炼后期的熔池深度为0.28 m,与实测结果基本一致。在铸锭中心线顶部和底部Fe和Al元素成分的模拟结果与实测值吻合良好,但在铸锭中间部分的模拟值与实测值存在较大偏差,分析认为是Melt Flow-VAR计算模型中没有考虑等轴晶的沉降所导致的计算偏差所致。     

PbS/Cu2O异质结的制备和性能表征

采用电化学沉积法在酸性电解液中制备n型Cu2O薄膜,并对其进行Cl掺杂,制备Cu2O-Cl结构.然后利用连续离子吸附法在样品薄膜上复合PbS量子点.通过SEM和UV-vis对样品进行表征,并对样品的光电化学性能进行了测试.结果表明,未掺杂的Cu2O对PbS量子点的吸附能力较强一些,经PbS敏化后的样品在太阳光谱的吸收拓展到了近红外区,PbS/Cu2O和PbS/Cu2O-Cl复合结构的光电化学性能均有所增加,尤其是短路电流密度.PbS复合后的样品转换效率最高仅为0.67％,主要原因是两者能级的不匹配,形成异质结时引入界面态,得不到理想的转换效率.     

医用钛弧形板的研发现状与展望

通过对钛系列医用弧形板现状的分析,结合人体植入物接骨板产品的相关情况,提出弧形板加工的特点及要求,展望钛弧形板的发展趋势,并对新型钛合金弧形板及其加工设计进行阐述。     

NbTi合金锻造工艺的优化研究

超导材料已广泛应于高技术领域,NbTi合金作为一种典型的低温超导材料,在高技术领域(高能物理、受控热核聚变、储能、磁悬浮等)中占有极其重要的地位,已成为一种不可替代的新材料广泛应用于能源、交通、医疗、高能物理等重要领域。通过模拟仿真(DEFORM计算)结合实际生产,研究了NbTi合金的锻造这一复杂动态的接触过程,得到了 NbTi合金锻造组织的演化规律,确定了组织均匀的NbTi合金锻造工艺。结果表明：通过模拟仿真发现,采用小变形量,三分之一边长下镦的方式并增加换向拔长,可使NbTi合金的不同位置的变形较为均匀,大面积消除满砧镦拔带来的变形死区,通过实验验证最终生产出符合技术标准的NbTi合金棒材。与美国华昌公司的NbTi合金棒材成分、微观组织和XRE作对比,发现成分的极差、微观组织的均匀性和无损探伤均优于美国华昌公司生产的NbTi棒材,为NbTi合金的生产提供实际参考。     

β型钛合金丝材在线热张力矫直机组的研制

结合β型钛合金丝材的矫直工艺,研制出了张力可稳定控制的用于β型钛合金丝材矫直的在线热矫直机组。此机组通过恒张力恒速度系统、快速均温加热系统和快速循环冷却系统三大模块合理匹配控制,有效解决了β型钛合金丝材在线热张力矫直中存在的两大问题：矫直张力的稳定控制和矫直效率与质量稳定性的提高。此矫直机组的成功研制,不但可满足对β型钛合金丝材的矫直要求,而且对其矫直工艺的进一步改进研究以及对其他金属丝材矫直工艺的研究或者矫直设备的研制均具有一定的借鉴和参考意义。     

口腔用钛及钛合金材料的研究现状

钛及钛合金以其优良的生物相容性、耐腐蚀性和机械性能,以及对MRI无磁场干扰、在口腔内无异味等优点,被认为是理想的口腔用材料。综述并简要分析了钛及钛合金在口腔领域的研究及应用现状,重点介绍了国内口腔用新型钛合金开发、口腔用钛合金的表面改性以及口腔用钛及钛合金的3D打印技术等方面的研究及应用现状。归纳并指出我国不仅要大力开发口腔领域专用的钛及钛合金,并推进其标准化,同时要提升现有口腔用钛及钛合金的材料质量水平,进一步推进口腔用钛及钛合金3D打印工艺及材料的标准化。     

基于机器视觉的钛合金焊接过程非平衡凝固组织性能智能控制

信息技术的发展使制造业逐步向“智造”转变。人工智能技术已成为精密铸造、焊接和增材制造等制造工艺由控形走向控性的共性关键技术。在这些工艺中非平衡凝固组织性能调控机理是限制其发展的基础科学问题。基于先进的人工智能技术发展控形控性一体化技术、构建完善的工艺质量体系对推动铸造、焊接、增材制造等制造工艺迈上新的台阶至关重要。与传统的物理冶金和铸造相比,增材制造、焊接、激光熔覆修复、单晶生长等过程的核心理念是“控制微区冶金过程”,即通过控制温度梯度、凝固速率、熔池尺度等关键工艺参量的作用机制,从微观上揭示非平衡条件下固液两相区组织结构和形貌演化规律,特别是合金元素的偏聚行为,界面的传热和传质特性、形核与长大、柱状晶-等轴晶转变、枝晶的竞争生长等。集成计算和实验方法的结合将为智能制造、增材智造和太空智造中先进金属材料的成分-工艺-组织-性能调控提供共性技术和理论支撑。本文以典型的焊接中非平衡凝固组织性能调控为研究方向,对近年来基于视觉传感的焊接调控技术取得的研究成果和进展进行了梳理。归纳了面向复杂工业环境的智能焊接关键技术、先进应用和技术挑战等,展示了基于数字孪生车间的钛合金焊接视觉学习结果。     

FeCoNiMnB_x高熵合金微观组织及力学性能的研究

采用真空电弧熔炼技术熔炼了FeCoNiMnB_x(x=0,0.0 5,0.1,0.15,0.20)高熵合金,然后对合金的微观组织及其力学性能进行测试。结果表明,未加入B元素时,合金组织具有单一FCC结构。当B含量≥0.05at%时,组织由基体FCC相+B_2Co_3组成;当B含量从0.05at%增加到0.20at%时,该合金的硬度逐渐增加,B含量为0.20at%时,该合金的硬度达到最大,为274 HV。     

高临界电流密度、低损耗Cu5Ni基NbTi线材制备技术研究

重离子装置中的加速器磁体均服役在±2.25T/s的高速脉冲条件下,因此要求该种磁体所用的超导线材具有较高的临界电流和较低的损耗。针对项目需求,本文设计及制备了两种新型结构的NbTi/Cu5Ni超导线材,芯数分别为12960芯和10800芯、铜比2.0、芯丝直径均小于5 μm。系统研究了两种新型结构超导线的芯丝截面形貌、芯丝表面形貌、磁滞损耗及不同时效热处理下的临界电流密度和n值。通过优化工艺后获得了Jc(5 T、4.2 K)为2902 A/mm_²,Qh(4.2 K,± 3T)为34.2 mJ/cm_³ 的千米级NbTi/Cu5Ni超导长线,并可实现批量化生产,为重离子装置的研制提供材料基础。