先进的高温钛合金

十余年来,在燃气涡轮工业中一直沿用高温钛合金Ti-6242-Si,其最高使用温度为540℃;但是,它的应用往往局限于暴露在大约510℃。Ti-6242-Si不仅抗蠕变性能优异,而且具有良好的强度和蠕变后稳定性。     

钛合金锻造用玻璃防护润滑剂的研制

通过对不同温度条件下硼硅酸盐玻璃料的玻璃化程度测试，研制出了850——1080℃温度范围内不同温度区间使用的钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，并对其高温物理性能、防护性能及润滑性能进行了测试和分析。     

高温钛合金研究

评述了西北地区研制的550℃及其以上温度使用的高温钛合金发展现状并预测了其发展趋势。     

TC11钛合金材料β锻造工艺研究

TC11钛合金是航空产品中常用的轻金属材料,现阶段TC11钛合金锻件的使用温度大多在500℃环境下,使用d＋β锻造方法可以很好地保证锻件所要求的性能,但当部分TC11钛合金锻件使用温度在500℃以上要求高温性能时,α＋β锻造方法的局限性将难以保证锻件力学性能满足要求[1].本文通过β锻造试验对TC11锻件质量的影响进行分析,为今后在提高钛合金锻件质量,确定锻造工艺方案提供参考.     

钛合金微弧氧化对其性能的影响

钛合金的微弧氧化 ( MДO)在各个领域中将逐渐获得越来越广泛的应用。这主要是因为它能改善钛合金 ,使其得到一般表面处理不易达到的性能。微弧氧化主要对钛合金的腐蚀、机械性能、表面粗糙度、氢的渗透性、低周疲劳强度等方面有较重要的影响。1　微弧氧化对强度及塑性的影响在船舶制造等一系列领域中 ,为了防止接触腐蚀 ,增加表面层的硬度、消除制品的内应力 ,通常对钛合金制件在空气中进行退火 ,使其表面生成富氧表层。钛合金在 750℃～ 80 0℃温度条件下 ,经过 5h的退火 ,其富氧层厚度可达 50 μm～ 6 0 μm,氧化物的微观硬度比原始材料…     

基于纳米流体冷却的钛合金车削温度场分析

车削钛合金时加工区温度高,会降低工件表面质量、加剧金刚石车刀磨损。可使用雾化纳米流体喷射等冷却方式改善车削环境,提高钛合金表面的加工质量和金刚石刀具的耐用度。基于ABAQUS仿真软件建立Ti-6Al-4V钛合金材料模型,研究不同冷却方式下切屑和刀具的温度变化规律,并进行钛合金车削试验对仿真结果进行验证。结果表明:车削钛合金时使用雾化纳米流体喷射方式降温效果良好,切屑和刀具表面最高温度分别为168 ℃和142 ℃,相比于普通冷却方式的温度下降了约70%。在稳定切削状态下的切屑和刀具温度仿真和试验结果误差在5%以内,仿真结果合理。      

TC11钛合金棒的生产和应用

TC11使用温度为500℃。采用近β锻造后使用温度可达到520℃。它是国内目前批量生产的使用温度最高的钛合金。主要用来制造航空喷气发动机的压气机盘和叶片。宝鸡有色金属加工厂从1983年开始批量生产Φ17～Φ20mm的TC11磨光棒,目前产量已达到每年14t。由于该产品采用的是轧制法     

钛合金超声波焊接温度场和应力场的数值模拟

利用便携式红外测温仪对Ti6A14V钛合金超声波焊接的温度进行测试;利用ABAQUS大型有限元分析软件建立钛合金超声波焊接热-结构耦合二维轴对称有限元模型,对其不同焊接参数下的温度场和应力场进行分析.结果表明:用便携式红外测温仪所测钛合金超声波焊接焊点边缘的最高温度为620℃,与模拟的结果较接近;焊接界面为高温集中区,最高温度分布在界面中心位置(高达1172.4℃);焊接的温升在前10 ms陡升至500℃左右,随后的温升较平缓且近似线性的增长;最大应力发生在铁砧的上表面中心处,它随焊接压力的增加而增大,但是增加幅度不大;其次应力较大处为焊头边缘下方的钛合金界面处,它随焊接压力的增加而增大,并且增加幅度较大.     

锻造温度对新型含铌汽车钛合金棒材性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度对新型含铌汽车钛合金棒材进行锻造试验,并进行了力学性能测试与分析。结果表明:随始锻温度从970℃增加到1090℃、终锻温度从900℃增加到980℃,新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度、屈服强度先增大后减小,断后伸长率变化幅度不大,其力学性能先提升后下降。与970℃始锻温度锻造时相比,1030℃始锻温度处理的新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度分别增大了121和127 MPa,断后伸长率减小了1.6%;与900℃终锻温度锻造时相比,960℃终锻温度处理的新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度分别增大了100和143 MPa,断后伸长率减小了1.4%。新型汽车含铌钛合金棒材的锻造工艺参数优选为:始锻温度1030℃、终锻温度960℃。     

钛合金表面的抗氧化涂层

钛合金具有高的比强度 ,在航空燃气涡轮发动机压缩机上得到广泛应用。IMI83 4高温钛合金的使用温度可达 5 5 0℃。但在更高温度下 ,钛合金的氧化和氧脆 (形成了α脆性层 )影响了钛合金稳定性。为改善这种状况 ,在钛合金表面施加防护涂层。印度科研工作者研制了一种能提高钛合金高温抗氧化性能的优异涂层 :铂 -铝化物涂层。IMI83 4钛合金 (Ti -5 8Al -4Sn -3 5Zr -0 7Nb -0 5Mo -0 3 5Si -0 0 6C)上涂覆铂 -铝化物涂层的工艺流程为 :先在基体表面电化学沉积 5 μm厚的铂层 ,再在氩气氛下 70 0℃扩散处理 2h ,以使铂和基体之间有…     

固溶时效对新型高强耐蚀钛合金组织与性能的影响

以一种新型高强耐蚀钛合金为研究对象,对钛合金热轧板材进行了固溶时效处理,研究了固溶时效工艺对新型高强耐蚀钛合金板材微观组织、力学性能与腐蚀性能的影响规律。结果表明:当固溶温度由900℃升高至930℃,板材中等轴α相和β转变组织明显增多,且皆为等轴组织形貌;当固溶温度升高至960℃时,板材中等轴α相和β转变组织减少,并出现大量针状次生α相,其组织由等轴组织转变为双态组织。随固溶温度升高,板材强度和硬度增加,塑性逐渐降低;而腐蚀电流密度和腐蚀速率先降低后增加。新型高强耐蚀钛合金板材900℃固溶30min、580℃时效3 h后综合力学性能最佳,其耐腐蚀性能较好。     

DIC方法在钛合金高温拉伸及泊松比试验中的应用

航空材料的力学性能测试与表征是其工程化应用的前提,其中变形测量是力学性能测试中的重要环节。新型航空材料的应变测量面临着诸多新挑战,使用数字图像相关方法（DIC）可有效完成非接触式的材料全场光学变形测量。本研究使用DIC方法测量100～350℃环境中TC4钛合金的拉伸全应力-应变曲线和泊松比。结果表明：TC4钛合金的抗拉强度、条件屈服强度和弹性模量随着试验温度升高而不断降低,350℃时其保持率分别为82.8%、71.7%、79.5%,说明TC4钛合金具有较好的耐温性能,同时,TC4钛合金塑性随温度升高整体表现为增大趋势。此外,TC4钛合金泊松比与材料手册中数据的误差小于6%,说明DIC测量精度可满足TC4钛合金泊松比测试要求,测量数据能够很好地反映该材料的力学特性。     

4 GPa高压热处理对TC4钛合金组织及热物理性能的影响

利用热常数测试仪和膨胀仪测试了4 GPa压力热处理前后TC4钛合金在27~600℃温度范围的热扩散系数和热膨胀系数,并借助光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了合金的显微组织,探讨了高压热处理对TC4钛合金组织及热物理性能的影响。结果表明,高压热处理能细化合金组织,增大合金的热膨胀系数;当温度低于约235℃时,高压热处理使钛合金的热扩散系数变小,而在高温下高压热处理使钛合金的热扩散系数变大。     

热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响

为了弄清热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响,对加热温度与加热参数的关系,不同温度下钛合金螺母的成形性能进行了试验研究。结果表明:感应加热功率为20.5~32.6 k W、加热时间在5~9 s内可使钛合金螺母坯料的加热温度控制在800~950℃之间,变形程度为55.3%时复杂型面钛合金螺母毛坯可以实现一次镦锻成形;在实际镦锻过程中,激烈变形产生的变形热导致加热温度为950℃的样品实际温度已超过相转变点,进而引起晶粒急剧粗化;在800~900℃温度区间,随加热温度的增加,钛合金的成形能力提高,在900℃的加热温度下,钛合金自锁螺母呈现较好的成形性能。     

热处理温度对TC21钛合金微观组织的影响

对TC21钛合金在880～950℃进行固溶,研究了固溶温度对TC21钛合金的微观组织的影响规律.采用OM、TEM及EBSD取向分析方法,研究了热处理温度对TC21钛合金中形成块状α相的影响规律.结果表明,在880℃、900℃观察到了块状α相,在930℃、950℃没有观察到块状α相.EBSD取向分析表明,大块α相与其临近β相之间满足Burgers取向关系.显微硬度在900℃固溶后达最小值,温度高于900℃时,显微硬度增加.     

Dehydrogenation of Hydrogenated Ti-6Al-4V Alloy

对未置氢及置氢Ti-6Al-4V合金进行了TG/DSC试验,研究了置氢钛合金的除氢行为。结果表明,当温度超过600℃时,置氢钛合金的失重规律与未置氢钛合金具有较大的差别。当加热温度在600~900℃之间时,置氢钛合金的失重随着氢含量的增加而增加。这是由于置氢合金中的亚稳相发生了分解。不考虑合金氧化的影响,置氢钛合金的最大失重与合金中的氢含量一致。置氢钛合金的最佳除氢温度为750℃。对于不同氢含量的置氢钛合金,其除氢工艺是相同的。     

锻造温度对TA10钛合金组织和性能的影响

经过不同始锻温度、终锻温度锻造得到TA10钛合金棒材,然后在进行不同温度的退火处理后,采用标准拉伸试样进行拉伸实验和金相实验,研究其显微组织和力学性能。结果表明:随着始锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从长条状过渡到网篮组织。随着终锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从粗大的α条过渡到片状组织。在始锻温度为950℃时,TA10钛合金的强度和塑性达到较好的匹配,其抗拉强度为638 MPa,断面收缩率为35.1%。在终锻温度为660℃时,TA10钛合金的抗拉强度为663 MPa,断面收缩率为38.8%,强度和塑性匹配较好。     

置氢钛合金的除氢研究（英文）

对未置氢及置氢Ti-6Al-4V合金进行了TG/DSC试验,研究了置氢钛合金的除氢行为。结果表明,当温度超过600℃时,置氢钛合金的失重规律与未置氢钛合金具有较大的差别。当加热温度在600~900℃之间时,置氢钛合金的失重随着氢含量的增加而增加。这是由于置氢合金中的亚稳相发生了分解。不考虑合金氧化的影响,置氢钛合金的最大失重与合金中的氢含量一致。置氢钛合金的最佳除氢温度为750℃。对于不同氢含量的置氢钛合金,其除氢工艺是相同的。     

TC4钛合金在小温度范围退火时的力学性能演变

TC4钛合金的塑性较低、变形较困难,在轧制过程中难以控制其组织和性能,因此在后续的热处理中需要严格控制退火温度和保温时间,以获得所需的组织及性能。本文对TC4钛合金板材进行了小温度范围的退火,研究了在小温度范围内TC4钛合金力学性能的变化。结果表明,TC4钛合金板材退火温度从760℃升高至800℃,板材纵向上的晶粒尺寸较小,抗拉强度与屈服强度高于横向上的抗拉强度与屈服强度;同时,板材的伸长率降低。     

医用钛及钛合金表面活化改性方法

本发明公开了一种医用钛及钛合金表面活化改性方法。该方法是将清洗、烘干的钛或钛合金表面先经化学处理，然后再清洗，烘干，最后在高温下处理。其特征在于高温处理是用火焰对钛或钛合金表面进行加热，使表层温度达到400℃～700℃，与此同时还对钛或钛合金基底进行冷却，使基底温度小于200℃。本发明提供的方法简单，易于实施，