纯钛船体结构材

日本运输省船舶技术研究所正在日本钛协会的协助下收集纯钛船体结构材的数据.钛具有耐蚀、高强、长寿命、轻量化的特性,可望用于船舶结构材.最近已建造了船侧面和船底用钛的渔船,但由于作为材料的强度标准尚没有确定,目前仅能用于个体所有的渔船、巡逻船等,一般用的观光船、运输船还不能采用钛.该研究所将以收集的数据为基础,制订强度标准,以取得日本海事协会这一认证团休的认可,扩大钛在船舶上的应用.     

多孔钛的研究进展

作为结构功能一体化材料,多孔钛在众多工业领域具有广泛的应用前景,已成为近年来十分活跃的研究方向。简要回顾了多孔钛的研究历史,重点介绍了多孔钛的制备方法与孔结构,并对多孔钛的渗透性能、力学性能和耐腐蚀性能以及主要的商业应用进行了介绍。众多研究和应用表明,多孔钛的性能与功能强烈依赖于孔结构,不同方法制备多孔钛的孔结构可以归纳为均一孔结构、双峰孔结构、梯度孔结构、蜂窝结构和闭孔结构5种类型。除孔结构外,与致密钛合金一样,多孔钛的力学性能和耐腐蚀性能还对间隙元素C,N,O敏感,制备过程中应加以控制。与基于粉末固态扩散机制的传统制备技术相比,增材制造技术由于可以获得任意形式的孔结构,在多孔钛未来的发展和应用中,将呈现出越来越重要的作用。     

多孔钛的研究进展

作为结构功能一体化材料,多孔钛在众多工业领域具有广泛的应用前景,已成为近年来十分活跃的研究方向。简要回顾了多孔钛的研究历史,重点介绍了多孔钛的制备方法与孔结构,并对多孔钛的渗透性能、力学性能和耐腐蚀性能以及主要的商业应用进行了介绍。众多研究和应用表明,多孔钛的性能与功能强烈依赖于孔结构,不同方法制备多孔钛的孔结构可以归纳为均一孔结构、双峰孔结构、梯度孔结构、蜂窝结构和闭孔结构5种类型。除孔结构外,与致密钛合金一样,多孔钛的力学性能和耐腐蚀性能还对间隙元素C,N,O敏感,制备过程中应加以控制。与基于粉末固态扩散机制的传统制备技术相比,增材制造技术由于可以获得任意形式的孔结构,在多孔钛未来的发展和应用中,将呈现出越来越重要的作用。     

基于专利分析的我国钛及钛合金材料发展研究

正钛及钛合金具有熔点高、无磁性、比强度和比刚度高、耐腐蚀性能优良、生物相容性好等诸多优点,现已成为航空航天、海洋船舶等高技术领域中不可或缺的关键结构材料,并在生物医疗、化工、能源、体育休闲等国民经济领域中获得了越来越多的应用,其研发和应用水平已经成为一个国家新材料研究开发应用水平的重要体现~([1])。而专利作为目前最大的科学研究、技术信息来源之一,可以有效地反映某一领域内科学技术发     

中国化工用钛技术开发和市场前景

化工生产中,腐蚀是个重大难题。由于腐蚀,每年浪费的钢材数量巨大。在我国,化工行业设备损坏的主要原因也是由于腐蚀。钛材有着极其优异的耐蚀性能。钛制设备虽然一次性投资高,但使用寿命是碳钢、不锈钢和铸铁设备的几倍乃至几十倍。由于钛材具有密度小、强度高、耐腐蚀性能好等突出优点,成功地解决了化工生产中设备严重腐蚀问题而备受青睐,给化工工业防腐技术带来了一次飞跃。介绍了中国化工行业中氯碱、纯碱、真空制盐、石油化纤、精细化工和无机盐6大主要子行业钛产品的应用情况、技术研发方面的最新进展及未来几年的发展趋势和市场前景。     

我国钛合金的研制与发展

钛及钛合金因具有低密度、高比强、耐高温、耐腐蚀、无磁、生物相容等等优异的综合性能，在航空、航天、舰船、兵器、石油、化工、医疗等等领域得到广泛的应用，受到世界各国的高度重视。中国钛工业的发展经历了近50年，1970年之前为起步阶段，钛加工材年产量不超过lOOt；1970年至2000年为发展阶段，钛加工材产量逐年升高，如1985年约为1000t、     

大飞机立项惠及整个钛行业——访中国有色金属工业协会钛锆铪分会秘书长王向东

近几年来，中国钛工业的发展可谓一日千里。航空领域作为钛材的高端应用领域，更是代表了一个国家钛工业的整体水平与先进性，因此各国都从战略高度重视钛材在航空领域的应用，正是因为这样，国内钛行业对中国的大飞机项目从最初的讨论到最后的尘埃落定，都倍加关注，那么，中国目前的钛材生产水平能否对接上大飞机项目对其提出的技术需求？     

钛表面处理技术的研究现状

在钢铁材料中得到成功应用的传统表面技术,在钛表面处理上也得到了较广泛的应用,但传统的表面技术存在着许多不适应于钛材处理的技术壁垒,因此,针对钛材料的特殊性能发展起来的液相等离子体处理技术、等离子表面冶金技术、钛电极涂层技术、钛生物涂层技术、钛建筑材料的表面处理技术等成为钛材表面处理技术新的发展方向。主要综述了传统表面技术和液相等离子体处理技术、等离子表面冶金技术2种新技术在钛材表面上应用的研究成果。     

国内钛粉应用现状

粉末冶金技术是降低钛及钛合金工件成本的有效途径,将促进未来钛粉市场向低成本、高品质方向发展。特别是3D打印市场的不断扩大,将推动高品质钛粉不断向前发展。鉴于钛粉产业发展潜力,通过对钛粉在国内的生产、销售、出口、进口等情况和钛粉在航天航空、石油化工、海洋工程和生物医疗等领域的应用情况以及粉末冶金对钛粉质量的要求等进行了分析和总结,认为未来钛粉在航空航天、海洋工程、生物医疗等领域的应用潜力巨大。钛粉将向低成本、高品质方向发展;钛粉末成型将向大型化、精密化、个性化发展。     

EB锭焊管用TA2冷轧钛带制备技术研究

TA2薄壁钛焊管具有比强度高、耐腐蚀、生产效率高、换热效果好等优点,被广泛应用于核电、化工、海水淡化等领域。本研究采用短流程、低成本电子束冷床熔炼炉EB扁锭制备焊管用TA2冷轧钛带卷,并对其组织性能进行分析。结果表明:采用EB锭制备的TA2冷轧钛带卷横向强度低、伸长率及表面硬度高,可有效避免焊管弯曲成型过程中表面划伤、磨痕等成型缺陷,满足薄壁焊管使用需求。      

钛金属新型冶金技术

尽管金属钛及其合金具有非常优异的机械性能,很强的耐腐蚀性能和耐高温性能,而且钛的矿藏资源在地球上也非常丰富,但全球金属钛的产量不到原铝产量的1%,也不到钛白粉产量的1/10。造成这一现象的主要原因是现行的钛金属生产方式,Kroll法的成本过高。在过去的几十年里,数十种新型的钛金属生产方式被提出,包括新的金属热还原,氯化物电解,氧化物熔体电解,氧化物固体电解以及复合阳极电解的方式。对上述新型钛生产工艺进行简要介绍。     

海洋环境下钛合金主要服役性能研究

随着我国海洋装备对高性能材料的需求越来越紧迫,具有高比强度和优异耐腐蚀性能的钛合金受到越来越多的重视。然而,由于缺乏海洋环境下钛合金的相关服役性能数据,导致装备设计单位和应用单位选材困难,极大限制了钛合金在我国海洋工程装备上的应用。针对钛合金在海洋环境下服役面临的主要失效形式:压缩蠕变、低周疲劳和应力腐蚀,研究了不同组织形貌对TC4 ELI钛合金相关服役性能的影响,研究结果表明:TC4 ELI钛合金网篮组织的压缩蠕变性能优于双态组织;双态组织的低周疲劳性能优于魏氏组织;魏氏组织的抗应力腐蚀性能优于双态组织。可见,组织形貌对钛合金的服役性能具有重要影响,应根据具体的服役工况进行选取。     

Titanium alloy production technology,market prospects and industry development

Titanium alloy with a low density, high specific strength, corrosion resistance and good process performance, is the ideal structural materials for the aerospace engineering. Based on the microstructure of titanium alloys, it can be divided into α-type titanium alloys (heat-resistant titanium alloys), β-type titanium alloys and α + β-type titanium alloys. The research scopes also include the fabrication technology of titanium alloys, powder metallurgy, rapid solidification technology, and other military and civilian applications of titanium alloys. Titanium and its alloys have become the ideal structural materials used for the fuselage, and accounted for a significant part of the structural quality in most military aircrafts. Titanium’s future market expectations need to be considered in the macro level market. Apart from the supply and demand trends of titanium market, it is necessary to consider the impact of technological innovations that can help to reduce the cost of titanium production.     

低成本钛合金研究现状与发展趋势

钛合金较高的成本限制了其应用范围,低成本钛合金已成为当前钛合金研究的热点。概述了低成本钛合金国内外的研究现状,着重介绍了宝钛集团研发的低成本钛合金及钛合金的低成本化制备情况,新近研制的BTi31、Ti-3111、BTi-341、BTi-421111、BTi-61111S等低成本钛合金已在汽车、体育休闲等领域获得应用;在钛合金的低成本化制造方面,利用电子束冷床炉熔炼,大量添加返回料,熔炼的扁锭直接轧制板材,显著降低原料成本和加工成本。同时对低成本钛合金的发展方向进行展望,指出今后的研究重点是进一步优化熔炼和加工工艺,提升合金性能水平,提高成材率,拓展应用范围。     

低成本钛合金研究现状与发展趋势

钛合金较高的成本限制了其应用范围,低成本钛合金已成为当前钛合金研究的热点.概述了低成本钛合金国内外的研究现状,着重介绍了宝钛集团研发的低成本钛合金及钛合金的低成本化制备情况,新近研制的BTi31、Ti-3111、BTi-341、BTi-421111、BTi-61111S等低成本钛合金已在汽车、体育休闲等领域获得应用;在钛合金的低成本化制造方面,利用电子束冷床炉熔炼,大量添加返回料,熔炼的扁锭直接轧制板材,显著降低原料成本和加工成本.同时对低成本钛合金的发展方向进行展望,指出今后的研究重点是进一步优化熔炼和加工工艺,提升合金性能水平,提高成材率,拓展应用范围.     

Verschleißschutz für Titanbauteile

Wear Protection for Titanium Components The use of titanium and its alloys in the last decades keeps on increasing due to its material‐specific characteristics like high firmness, good corrosion characteristics and very high thermal maximum stress. However nowadays, the use of titanium components in systems where wear resistance is important is limited by titanium’s relatively low wear resistance. Surface wear is in principle a characteristic, conditioned by chemical and physical effects of the elements involved as well as collective stress. The necessity for new systems where good wear resistance and excellent mechanical properties are combined keeps on showing up. Due to titanium’s tendency to react with surrounding media, titanium alloys are difficult to be welded. Embrittlement by admission of hydrogen and oxygen can occur at high temperature processes or even changes on titanium’s microstructure may appear. Brazing techniques, which are actually applied to steel, have been modified and adapted for using them to titanium materials. Here, commercially available braze pastes and hard materials where combined and applied on titanium.     

铸造钛合金及其熔炼技术的发展现状

钛合金具有密度低、高温性能好、耐腐蚀性能好等优点,逐渐成为一种优异的航空航天结构材料.综述了钛合金的成形特点和发展现状,以及钛合金熔炼技术的发展现状.     

海洋环境下钢材表面镀铝工艺的研究进展

钢材作为基础性结构材料被广泛应用于海洋工程领域,随着国家对海洋开发的支持力度不断加大,对应用于此环境下的钢材的需求也不断增加。但是,暴露于苛刻海洋环境下的钢材极易与周围的含氯、硫等介质发生反应而受到严重腐蚀,同时,潮汐、日照、溶解氧、微生物以及深海压力和热液带来的高温等环境条件也会加速钢材的腐蚀,严重影响海洋工程设施的服役安全、寿命以及可靠性。 因此,对钢材进行表面处理提高其耐腐蚀性能成为研究热点,其中涂层制备技术是最常用的腐蚀控制方法。铝及铝合金在腐蚀环境及高温氧化环境下表面可以形成一层致密的氧化膜,是一种常用的耐腐蚀涂层材料,通过不同工艺在钢材表面制备的铝涂层已达到了长效的防腐蚀效果。 目前,制备铝涂层的工艺主要有热浸镀法、电镀法、包埋渗铝法及热喷涂法等。热浸镀铝工艺因操作简单、成本低廉而被广泛应用于海洋平台、海洋码头、桥梁等海洋基础设施。电镀铝工艺制备的涂层厚度、组织、形貌可控,可以实现在微小零件上的精准沉积。新型绿色环保的离子液体体系的开发,在提高电镀效率和涂层质量的同时降低了对环境的污染。粉末包埋渗铝制备的涂层具有极高的抗高温氧化性能,被广泛应用于海洋油气开采工程。低温包埋渗铝工艺可避免传统渗铝工艺高温导致的钢材力学性能下降。此外,浆料渗铝以及气相渗铝等工艺的开发拓宽了渗铝工艺的应用领域。热喷涂工艺在海洋环境下应用最为广泛,所制备的铝涂层具有极高的耐腐蚀性能,其中火焰喷涂、电弧喷涂、冷喷涂等工艺能够实现新型防腐蚀铝涂层的设计与制备。 本文针对海洋环境下应用的钢材,详细介绍了在其表面镀铝工艺的研究进展,包括热浸镀、电镀、包埋渗铝和热喷涂等,并对不同镀铝工艺在海洋环境下的应用及发展方向做了展望。     

Low cycle fatigue behavior of Ti6Al4V thermochemically nitrided for its use in hip prostheses

Titanium and its alloys have many attractive properties including high specific strength, low density, and excellent corrosion resistance. Besides, titanium and the Ti6Al4V alloy have long been recognized as materials with high biocompatibility. These properties have led to the use of these materials in biomedical applications. Despite these advantages, the lack of good wear resistance makes difficult the use of titanium and Ti6Al4V in some biomedical applications, like articulating components of prostheses. Some surface treatments are available in order to correct these problems, like thermal surface treatment by means of nitrogen gaseous diffusion at high temperature. Nitrogen enters into the material by diffusion, creating a surface layer of increased hardness. Low cycle fatigue behavior in air of Ti6Al4V alloy has been studied. Results show a reduction of low cycle fatigue life up to 10% compared to the not-treated material. Studies suggest it is not related to the titanium nitride surface layer, but to microstructural changes caused by the high temperature treatment.