Ti-5Al-2.5Sn ELI钛合金冷氦气瓶低温变形行为研究

Ti-5Al-2.5Sn ELI钛合金具有高强度、高耐腐蚀性及优异的低温力学性能,在航天领域应用广泛。首次采用超塑性等温精密冲压技术研制了大规格Ti-5Al-2.5Sn ELI钛合金冷氦气瓶,并结合其热成形前后显微组织、力学性能、断裂行为的变化,系统掌握了制约冷氦气瓶低温力学性能的因素。研究结果表明,通过降低间隙元素含量、减小α相晶粒尺寸并合理调控晶界形貌特征可有效提升Ti-5Al-2.5Sn ELI钛合金的低温力学性能,其在20K条件下具有优异的塑性变形能力,并且拉伸断口呈现出典型的延性断裂特征,展现出优异的强度和塑性匹配,最终成功研制出合格的130L低温钛合金冷氦气瓶。     

钛合金气瓶充压有限元数值仿真

对型号主体系统中的钛合金气瓶进行有限元静力学分析。采用三维十节点四面体结构单元计算气瓶在各种典型工况下的应力,提取分布规律。在此基础上,对气瓶的性能进行试验验证,以确保设计结构的可行性。同时,也为后续的结构设计和试验验证提供理论依据。     

轻质多层复合结构气瓶热防护层研究

火箭飞行过程中,长时间高强度的热流冲击会使发动机钛合金气瓶温度升高,从而导致气瓶的安全系数及可靠性降低。针对此问题,开展了气瓶热防护层研究,气瓶热防护层采用多层复合结构的设计方案;采用一种新型轻质疏松纤维材料——柔性隔热毡作为热防护层的重要隔热层;进行了热防护层的热分析计算和热真空试验验证。结果表明:气瓶热防护层能够承受长时间高强度热流冲击,对气瓶进行有效热防护,提高了气瓶的可靠性,保障了飞行安全。     

钛合金材料的等离子弧焊接技术

通过对钛合金管的等离子弧焊接工艺技术探索及分析、试验，掌握了钛合金材料的焊接要点，解决了钛合金在焊接时熔池和高温区的保护措施，改进了保护装置结构和喷嘴尺寸，在合理规范的参数下获得了满意的接头质量。     

钛合金球形气瓶装置可靠性评估

高压气瓶在运载火箭上用于贮存气体介质,为推进剂贮箱增压、补压等,根据运载火箭使用工况,应用应力-强度模型或威布尔模型,对某钛合金球形气瓶装置的强度可靠性、压力循环寿命疲劳可靠性和随机振动疲劳的可靠性进行评估,为运载火箭压力容器的可靠性评估提供参考。     

钛及钛合金在美海军舰船上的应用

阐明了钛及钛合金在海洋环境中具有的优点,论述了美海军在新型舰船上开发与应用钛及钛合金研究所取得的进展和成果,分析了美海军钛及钛合金今后发展的主要方向:根据不同使用工况环境要求,研发更多新型海军用钛合金牌号,增加海军用钛合金种类,降低钛材成本,改进焊接材料与工艺.     

钛合金与铝合金异种金属焊接研究现状

随着异种金属复合构件的应用日益广泛,钛与铝的焊接连接方法在工程应用中显得越来越重要。综述了熔化焊、固相焊及钎焊3个方面对国内外钛合金与铝合金的焊接研究现状。钛合金与铝合金能够实现良好的冶金连接,但在钛侧界面会生成金属间化合物。由于母材中的元素不同、焊接工艺不同,接头界面的化合物生长机制会有很大的差别。不同的化合物会导致接头出现不同的力学性能。通过分析金属间化合物与力学性能的关系,进一步展望了钛合金与铝合金焊接的发展趋势。     

高温骨架结构用钛合金及其应用技术

叙述了高温骨架应用钛合金的发展概况，同时还介绍了焊接及涂层等应用工艺的研究结果。这对发展我国航空航天用钛合金及钛合金复合材料具有重要参考价值。     

钛/钢激光焊接头中脆性化合物调控研究进展

钛合金/钢异种金属焊接结构在现代工业应用中日益广泛,但因母材理化性能差异,导致焊接难度大。综述了激光深熔焊在钛合金/钢异种金属焊接中的优势及国内外研究进展;分析焊接时出现的关键问题,并就界面金属间化合物(IMCs)调控方法进行系统讨论;介绍了多物理场耦合相场法在焊接模拟中的问题及研究状况;简述耦合流场的相场法显微组织模拟存在的问题,并对问题进行展望。     

活性焊剂氩弧焊技术及其应用

目前活性焊剂氩弧焊(A-TIG焊)可以用于焊接不锈钢、碳钢、镍基合金和钛合金等材料。概述了国内外A-TIG焊的试验和应用情况,并与其它焊接工艺进行了比较。     

TA2的钨极氩弧焊单面焊双面成形焊接工艺研究

以厚度为6 mm的TA2板的焊接为例,研究了工业纯钛板单面焊、双面成形的焊接工艺。该工艺采用手工钨极氩弧焊打底、自动氩弧焊焊接,有效地控制了焊接接头缺陷的产生。此工艺方法合理,获得了良好的焊缝组织和焊接接头力学性能。     

钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限研究

分析以往钛/钢复合板爆炸焊接装药量计算过程中存在的问题,结合可焊性窗口下限理论及爆速试验结果,提出钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限的计算方法,从数值上阐明装药厚度下限值与复板厚度、复板密度、炸药参数、基复板最小碰撞速度之间的函数关系。参照此装药厚度下限值进行钛/钢复合板爆炸焊接验证试验,结果表明,钛金属复板的延展变形得到很好的控制,结合界面没有产生Ti-Fe脆性金属间化合物,结合界面抗剪切强度达到380MPa。     

钛-钢爆炸压接-轧制复合板的研究

为减小焊接炸药装药量,采用间隙配合的Q345燕尾槽钢板与TA2燕尾槽钛板,分别作为覆板和基板。燕尾槽的上底面、下底面和高分别为2,3,1 mm。所有燕尾槽的间隔为3 mm。间隙配合的钛板和钢板通过爆炸压接以及热轧得到尺寸为7.0 mm×300 mm×750 mm的钛-钢复合板。用力学性能检测以及微观形貌观察分析复合板界面结合质量。结果表明,间隙配合的燕尾槽钛板与钢板经爆炸压接-热轧工艺实现冶金结合,复合板界面结合良好,界面呈直线形,无金属间化合物生成,复合板弯曲性能良好。爆炸压接-热轧法制备钛-钢复合板相比爆炸焊接法可节约62.7%炸药。     

兵器装备用钛合金的低成本制造技术

钛合金具有轻量化、抗腐蚀能力较强以及抗弹性能优良等特点,在兵器装备具有广泛的应力潜力,受到世界发达国家的关注。主要讨论国外兵器装备用钛合金低成本制造技术的研究进展情况,重点分析地面战斗车辆和轻型榴弹炮用钛合金的电子束冷床炉一次熔炼技术、熔模铸造技术和先进焊接技术,并对这些技术的前景和研究发展方向进行展望。     

国外新型金属材料及焊接技术的开发与应用

为了提高潜艇的隐蔽性，增强其自身的防护力、战斗力与生存力，提高机动性，减少维修，降低成本，延长使用寿命，各国海军都在积极开展新型金属材料以及焊接技术的研发。文中介绍并分析了美国HY系列高屈服强度高韧性结构钢及其配套铸锻钢、非耐压壳体用HSLA-80和HSLA-100结构钢以及新型焊接材料与工艺；日本NS系列耐压壳体结构钢；法、俄、英、德、澳等国的潜艇用高屈服强度高韧性结构钢及其新型焊接材料与工艺。重点介绍了美海军舰艇使用的低匹配强度焊缝，高强度耐腐蚀紧固件以及正在使用的具有高韧性、可焊性、耐海水应力腐蚀的低成本Ti-5111钛合金，这些新型材料与技术将对潜艇的作战性能带来重大影响。     

铝合金焊接及铸件补焊工艺

采用交流方波氩弧焊机对薄板铝合金的焊接工艺进行了研究,并通过分析铝合金焊接的工艺特性,探讨铝合金铸件缺陷常规补焊工艺和专用补焊工艺的特点,推荐在特殊条件下的几种专用补焊方法。选用合适的焊接规范参数,可以实现焊缝成形控制,并能获得较好的焊接质量。针对不同缺陷类型和缺陷位置,合理选择补焊工艺,可以更有效地提高补焊质量和补焊效率。     

内孔的等离子自动喷焊

内孔等离子喷焊设备启动后,程序根据设定的焊接参数,按顺序启动冷却系统.焊枪按设定的摆幅和摆频,自动进行摆动焊接,焊接中并可按需调整焊接参数.焊接完一圈后,再按顺序停止各焊接变量,焊枪自动从内孔移出并冷却.再启动后,程序会自动寻找之前的搭接处,进行第二圈焊接.如有故障,系统自动记忆当前位置和焊接参数,并按工艺顺序停止焊枪.故障排除后,系统自动回到故障发生处进行补焊.