钛合金热氢处理技术及其应用前景

钛合金热氢处理技术是利用氢致塑性、氢致相变以及钛合金中氢的可逆合金化作用以实现钛氢系统最佳组织结构、改善加工性能的一种新体系、新方法和新手段，利用该技术不仅可以改善钛合金的加工性能，而且可以提高钛制件的使用性能，降低钛产品的制造成本，提高钛合金的加工效率。综述了钛合金中氢对改善压力加工、扩散加工、机械加工和铸造钛合金变质加工的组织、力学性能和加工性能的作用，简要分析了其改性机理，展望了钛合金热氢处理技术的应用前景。     

钛合金的压力加工(应用和基本加工方法)

本书总结了钛及其合金作为新型结构材料,在国民经济不同领域中应用的经验。援引了钛的基本知识,研究了钛合金的物理、化学、机械和工艺性能,以及压力加工的特点。着重叙述了大多数机器制造工厂通常广泛采用的热变形和冷变形工序。给出了钛合金压力加工所用设备的性能。本书可供采用钛半成品制造设备和不同零件的机器制造工厂、冶金工厂和其它工厂的工作人员参考。书内有插图15幅、表格28栏,引用参考文献108条。     

钛及钛合金相变温度与测定

1钛及钛合金的相变温度1．1相变温度钛及钛合金中，除具有热稳定卢相的合金以外，工业纯钛、高纯钛和大多数钛合金在加热到一定温度时会完全过渡到单相片状态．通常将在加热过程中，钛及钛合金组织中。相正好消失的温度定义为相变温度．理论上，格变温度是一个确定的温度；但实践中，测出的相变温度多以温度区间表示．格变温度对钛及钛合金加工和热处理非常重要，是制定加工工艺、选择变形多数的依据，也是考虑加热过程中被氧和氛污染程度的重要参考．生产和试验用钛合金铸锭必须随附准确的相变温度或相变温度范围．12影响相变温度的因素钛…     

激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究进展

钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性强等显著优点,在航空航天、海洋工程等领域具有广阔的应用前景。然而,钛合金硬度低、耐磨性差,严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。激光熔覆技术具有生产效率高、热影响区窄、结合强度高、组织致密等优势,被广泛用于钛合金零部件表面改性和熔覆修复。高硬、高模量碳化钛的热物性参数与钛合金基材相近,常被选作激光熔覆钛基复合涂层的增强相,以提高其耐磨性。介绍了碳化钛的晶体结构、生长形态和性能特点。综述了碳化钛增强钛基激光熔覆材料体系以及工艺参数对熔覆层成形质量、宏观形貌和微观组织的影响。重点从碳化钛增强相的分布、数量、尺度以及相结构等方面,论述了碳化钛增强钛基激光熔覆层的组织特征,同时阐述了碳化钛强化机制,讨论了碳化钛增强钛基激光熔覆层组织特征与耐磨性能的内在关联性。最后提出了目前激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究中存在的问题与展望。     

世界钛及钛合金产业现状及发展趋势

总结和阐述了近年来世界各国钛及钛合金的发展现状和未来发展趋势。重点描述了近年来钛及钛合金最新制备及加工技术的发展和应用, 主要包括钛及钛合金的冶炼提取、熔炼铸造、最新加工方法、热处理规范以及在航空航天、舰船、化工、生物及医用材料、汽车、体育等领域的发展和应用。通过对钛及钛合金近年来发展现状的了解, 结合钛研制开发过程中出现的一些问题, 简要分析了钛及钛合金的几个主要的发展方向及趋势。     

钛及钛合金板材加工(上)

钛及钛合金板材是对熔铸后经过组织锻造的、具有一定规格尺寸和形状的钛及钛合金光板坯进行热轧、冷轧及热处理、表面处理等工艺加工而成的.钛及钛合金板材加工主要包括下面五个方面的内容:     

钛及钛合金热氢处理技术

主要论述钛及钛合金热氢处理技术的基本概念和主要工作机理以及氢元素对钛及钛合金组织和力学性能的影响规律;重点介绍热氢处理技术在钛合金晶粒细化、氢致塑性和粉末冶金等领域的应用概况,并对热氢处理技术的应用前景和存在的主要问题进行了初步探讨.     

我国钛科学与工程的新进展——第11届全国钛及钛合金学术交流会述评

对第11届全国钛有钛合金学术交流会的成果进行综合评述，概述了我国钛工业良好发展形势、钛合金化与组织性能研究、熔炼、铸造及加工工艺研究、钛的应用及基础研究的新进展。     

Beta C钛合金在β相区的热变形行为及组织演化（英文）

利用Gleeble-3800热模拟试验机对beta C钛合金进行等温压缩试验,研究其在β相区的热变形行为。得到了描述热变形行为的本构方程,获得了真应变为0.7时的加工图。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射技术对变形显微组织进行表征。结果表明:流变应力随着应变速率加快而增大,随着试验温度的升高而减小。计算得到的表观激活能为167 k J/mol,接近β钛的自扩散激活能。加工图和显微组织观察表明在温度为900~1000°C和变形速率为0.1~1 s~(-1)的区间存在一个动态再结晶区。加工图显示,当变形速率大于1.7 s~(-1)时,beta C钛合金发生不稳定变形。Beta C钛合金在动态再结晶区变形后,经合适的热处理,显微组织可以被优化。     

海绵钛/电解钛熔炼TC4钛合金铸锭直接轧制板材的组织及性能

分别以海绵钛和电解钛为原材料熔炼TC4钛合金,将熔炼后的铸锭进行热轧,研究两种原材料熔炼的铸锭轧制为TC4轧板后的组织与性能。结果表明,海绵钛TC4热轧板材组织较电解钛晶粒粗大,组织不均匀,而电解钛TC4热轧板材组织为均匀细长、条状交错的α相,呈现出类似网篮组织结构。海绵钛TC4板材的抗拉强度和洛氏硬度明显高于电解钛TC4钛合金板材,而电解钛TC4板材的塑性更好。海绵钛TC4板材的断裂方式为准解理断裂与韧性断裂的复合断裂,而电解钛TC4板材的断裂方式为韧性断裂。     

钛旋压技术研究进展

简述了我国钛合金旋压技术的发展历程,钛合金旋压技术的特征、存在的问题及解决方法。文章指出:铸造管坯-强力旋压成形加工是大口径、薄壁无缝钛筒体的一种低成本、高效、短流程技术方案;应充分发挥旋压学术委员会的指导、组织和协调作用,并研制专用的热旋压设备,推动我国钛合金旋压技术的发展。     

钛合金芯轴车削加工工艺的改进

以某钛合金芯轴为研究对象,通过分析钛合金芯轴的加工难点及原工艺的缺点,提出了改进工艺,经多次钛合金车削加工试验,通过合理选择刀具材料、刀具几何参数并优化切削参数,保证了钛合金芯轴加工质量、减小了车削变形、刀具磨损。实践表明,加工钛合金使用的刀具材料应少钛或无钛元素,优选YG类硬质合金。刀具后角要大些,刀尖圆弧半径不易过大。粗车时,保证必要的刀具耐用度,确定切削速度;精车时,尽量采用高速切削,可降低表面粗糙度。该研究为细长轴类钛合金加工提供了可靠依据,具有一定的应用推广价值。     

钛及钛合金的热加工

对我国变形钛及钛合金材料的热加工工艺作了较为系统的总结及阐述.     

超声加工滚压力对钛合金表层特性的影响

目的 研究钛合金超声滚压加工中的不同工艺参数对表层特性指标的影响,得到最佳工件表面质量的加工参数。方法 运用超声滚压加工技术,采用一维超声振动滚压装置和CA6140B/A型号的车床对钛合金TC4进行试验,并结合赫兹接触理论建立滚压力与残余应力的理论模型。采用ABAQUS仿真分析滚压力对残余应力的影响。结果 对比分析发现,仿真结果的变化趋势和试验结果相同,即在其他加工参数不变的条件下,表面残余应力随着滚压力的增加,呈现先增大后减小的趋势,在静压力600 N时的残余应力值最大。通过超景深和粗糙度仪测得,超声滚压力600 N时,表面粗糙度达到最小,在500~800 N时能获得较好的表明质量,超过800 N后会对表面产生损伤,出现裂纹。由显微硬度仪测得,表面硬度和硬化程度则随着滚压力的增加而不断升高,说明表面硬度越大时,表面粗糙度并不是越小。通过金相组织图和XRD物相分析发现,随着滚压力的增大,塑性变形程度增加,β-Ti衍射峰越来越弱,晶粒细化程度越来越明显。结论 超声滚压力工艺参数在一定范围内会产生良好的加工效果。该研究为超声滚压钛合金材料奠定了理论基础。     

钛合金的焊接接头(组织和性能)

《钛合金的焊接接头》一书是苏联冶金工业出版社1979年出版的新书。全书包括钛合金及其结构、合金化元素及杂质对钛焊接接头组织和性能的影响、钛合金焊接接头的热处理、焊接方式对焊接接头不同区域组织和性能的影响、工业钛合金焊接接头的组织和性能、钛合金在焊接结构中的应用等六章。该著作全面研究了工业钛合金焊接接头的化学成份、组织和性能。报导了关于性能和组织变化与合金化及热处理关系方面的资料,以及不同工业钛基合金焊接接头物理-机械性能和使用性能的数据。分析了长时高温使用对焊接接头组织和性能的影响。提出了钛合金的分类方法,该方法可反映焊接接头因焊接热循环和随后热处理而发生的组     

热氢处理对TA15钛合金组织及性能的影响

采用真空气相热氢处理炉得到不同氢含量的TA15钛合金试样,利用扫描电镜、夏比冲击设备以及带传感器的机床等对不同氢含量的钛合金试样进行切削力获取及组织形貌观察,研究热氢处理过程中不同氢含量TA15钛合金试样的组织结构演变和力学性能规律.结果表明,TA15钛合金试样热氢处理后会出现不同程度的组织细化;热氢处理后的TA15钛...     

TC4钛合金表面搅拌摩擦加工制备Ti-Cu阻燃改性层

在TC4钛合金基板表层开槽并预植入塑性的金属Cu粉体,采用搅拌摩擦加工工艺,利用Cu粉体与搅拌区钛基热塑性组织的反应扩散行为、β-Ti相稳定元素Cu对搅拌区α+β双相钛组织α/β相变行为的影响,在优化的加工工艺参数下制备TC4钛合金表面Ti-Cu合金化改性层,获得搅拌区内富β-Ti相区结构,基于Ti、Cu的二元反应扩散和固溶-析出等行为,生成了Ti_2Cu等Ti-Cu中间相,通过改变TC4基板表层的成分组成和物相结构,实现在普通TC4钛合金表层具有一定的阻燃性能。采用激光点烧蚀法对Ti-Cu改性层耐烧蚀性能进行评价,进而揭示改性层的阻燃机理:通过调控钛基体表层的α/β两相比例以提高搅拌摩擦加工冷却过程后的搅拌区β-Ti相占比,通过添加阻燃合金元素Cu在改性层内生成Ti-Cu中间相及Ti-Cu合金化层区。     

永磁场磁力研磨TC11钛合金的实验研究

目的解决钛合金机械加工后表面质量差的难题。方法采用磁力研磨工艺对TC11钛合金进行了表面光整加工。以表面粗糙度为主要评价指标,研究了磁力研磨工艺参数对钛合金表面质量的影响,并对工艺参数进行了优化。采用优化后的工艺参数对钛合金进行了表面光整加工,研究了磁力研磨工艺对钛合金金相组织的影响。结果当加工间隙为3 mm时,研磨压力适宜,加工后工件表面粗糙度值最小。采用粒径为100目的磨粒使工件表面研磨加工后纹理更细,表面粗糙度值最低。提高主轴转速,工件表面材料去除率增加,当主轴转速为1500 r/min时,加工后工件表面粗糙度值最小。对比工件加工前后的金相组织,加工后试样表面组织晶粒变细,晶界增多,工件表面应力状态由张应力转变为压应力。结论实验确定了较优的工艺参数组合,即:加工间隙为3 mm,磨粒粒径为100目,主轴转速为1500 r/min。采用永磁场磁力研磨工艺,能够大幅降低TC11钛合金表面粗糙度,并使钛合金表面组织得到改善。     

中间钛片对TiB_2基陶瓷/钛合金梯度复合材料组织及性能的影响（英文）

在钛合金与陶瓷粉末之间引入厚度0.5~1.5mm的中间钛片,采用自蔓延离心熔铸工艺快速制备出了TiB_2基陶瓷/钛合金梯度复合材料。经过XRD、FESEM和EDS分析表明,添加钛片对陶瓷相没有明显的影响,但随着中间钛片厚度的增加,不仅细化陶瓷基体并改善其组织均匀性,而且增加了梯度界面厚度,减小甚至消除了钛合金基底热影响区。同时,热真空条件下液态陶瓷与钛合金之间发生熔化连接和原子互扩散,进而在凝固后期诱发TiB_2与Ti液的包晶反应TiB_2(s)+Ti(l)→2TiB(s),TiB自Ti液中的析晶反应和TiB与Ti液的共晶反应,实现了TiB_2的消减及TiB的生长,不仅改善了界面的残余应力,而且获得了陶瓷/钛合金多尺度多层次复合。界面组织结构的梯度演化与陶瓷/钛合金的热匹配不仅使梯度材料的硬度呈连续变化,而且使界面剪切强度达到了(316±25)MPa。     

钛合金热压力加工用的放热润滑剂

在低导热率钛合金的压力加工过程中,被变形坯料金属表面层(与较冷工具相接触)会发生剧烈的冷却,从而使其塑性明显下降,在成品和半成品上形成表面裂纹。在钛合金热压力加工中广泛使用的各种珐琅,可部分地预防金属表面层的冷却(同讨也有高温润滑剂的作用),但冷却的强度一仍然是很高的。向以珐琅为基的润滑剂中补加由铝粉和