装甲钛合金低成本技术研究及其应用现状

装甲钛合金具有比强度高、抗弹性能好、焊接强度高、耐腐蚀等特点,是新型装甲装备实现轻量化与强防护的优选材料。但是装甲钛合金的高成本限制了其在装甲装备中的大规模工程化应用。因此,装甲钛合金的低成本技术研究是兵器钛合金领域研究的重点方向之一。主要论述了装甲钛合金的低成本合金化技术、装甲钛合金的低成本制造技术、装甲钛合金的分类情况与性能特点以及装甲钛合金的应用现状。在此基础上,提出了中国装甲钛合金低成本技术研究与应用的发展方向,为进一步提高中国装甲钛合金的工程化应用水平提供参考。     

低成本钛合金制备技术及其军事应用

简要介绍了国内外近年来一些新研制成功并已投入应用的低成本钛合金,重点介绍了可降低钛合金成本的熔炼技术、铸造工艺、粉末冶金、超塑性变形和扩散连接等技术的主要研究进展情况,并介绍了国内外低成本钛合金在宇航、航空、装甲车辆和舰船等军事工业上的应用情况,探讨了低成本钛合金研究的未来发展趋势及重点研究方向.     

钛的低成本化制备方法

钛的应用范围十分广泛,但由于提取和加工成本较高,限制了其应用。最近几年,在降低钛的提炼成本方面取得了巨大进展,拓展了钛在装甲及汽车领域的应用。     

美国大力开发低成本钛合金

从国外的一些报刊提供的各种信息看出,美国的钛生产厂家正在把它们的大部分研究与开发预算投放到研制低成本的钛合金上,并且力图将其推向新的市场,主要以非航空与航天工业的需求为目标。     

低成本钛合金开发现状

钛及钛合金在航空工业与舰艇制造业中获得了较为广泛的应用,波音飞机公司在新设计与制造的大型777型客机中使用了大量的钛材;前苏联制造的α级核潜艇潜入深度超过300m、航速达83.34km/h(45海里/时);其艇体就是用钛合金制造的。但是,在除航空航天工业以外的其他工业部门,如石油、化工、造纸、造船、食品等工业部门的许多零部     

低成本钛合金制备技术研究进展

为了降低钛合金的生产成本,美、俄、日、中等国家都在此领域进行了广泛的研究。对国际上新出现的以降低钛合金生产成本为目的的新冶金方法、新的低成本合金化钛合金和新的加工生产技术进行了综述。目前,国际上研究较为活跃的低成本钛冶炼新方法有FFC剑桥法、Armstrong工艺、EMR复合阳极工艺、SRI工艺、Idaho钛工艺及OS工艺。其中,以FFC剑桥法为代表的TiO2直接电解还原方法,最有希望成为替代传统Kroll工艺的新方法。     

低成本XRF001钛合金抗弹性能研究

研究了一种新型装甲用低成本钛合金XRF001的组织与性能,重点对其抗弹性能进行了测试,分析了抗弹机理。结果表明：普通退火态XRF001钛合金板材的强度、塑性、硬度和冲击韧性匹配良好,抗弹性能与ATI425-MOD钛合金相当,优于ATI425钛合金。XRF001钛合金在不同热处理状态下的组织不同,抗弹性能也不同,普通退火态下的抗弹性能优于双重退火态。经普通退火后,XRF001钛合金中形成的细小板条及片层状组织能够改变绝热剪切带走向,改变裂纹扩展路径,消耗更多的能量,有利于提高抗弹性能。     

Ti8LC低成本钛合金疲劳裂纹扩展行为研究

采用双重退火对Ti8LC低成本钛合金进行热处理,测试其拉伸性能,并对其疲劳裂纹扩展行为进行研究,探索其疲劳断裂机制.结果表明,提高双重退火的第1次退火温度,强度略有升高,塑性降低.da/dN试样断口3个区特征明显:预裂区为解理断裂机制.稳态扩展区裂纹以条纹循环机制向前扩展,同时能观察到很多二次裂纹.快速扩展区的断口呈韧窝型断裂特征.该合金的疲劳裂纹扩展速率对退火温度不敏感.     

钛及钛合金丝材制备工艺的研究现状

以丝材的生产工艺流程为主线,介绍了丝材的制备工艺,重点介绍了丝材的拉伸工艺研究现状以及各种丝材加工技术.     

Ti-Al-Fe低成本钛合金TIG焊焊接组织和性能研究

研究了Ti-Al-Fe低成本钛合金钨极氩弧焊焊接接头的内部质量、组织和力学性能,并与TC4钛合金进行了比较。结果表明,Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝表面质量良好,焊缝内部融合良好,无焊接缺陷,可焊性好; 2种合金的焊缝区宏观组织均由粗大的柱状晶和少量等轴晶组成,Ti-Al-Fe合金柱状晶组织较细,晶内由针状次生α相和少量的长条状初生α相组成; 2种合金热影响区均为粗大的等轴晶,晶内由大量初生α相和少量针状次生α相及残余β相组成; Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝抗拉强度达到1 204 MPa,比TC4钛合金高111 MPa。     

新型低成本钛合金高周疲劳性能和断裂韧度

研究了双态组织和片层组织对新型低成本钛合金室温拉伸性能、断裂韧度以及高周疲劳性能的影响。试验结果表明：双态组织的抗拉强度低于片层组织,同时具有更高的拉伸塑性;由于裂纹在片层组织中的扩展方向的改变比在双态组织中更频繁;因此,具有更高的断裂韧性（119.24 MPa.m1/2）;相对于片层组织,双态组织抗疲劳裂纹萌生的能力更强,具有更高的疲劳强度（790 MPa）。     

泡沫钛材料的制备与应用研究进展

泡沫钛是一种新型多孔轻金属材料,具有密度小,比表面积大,比强度、比模量高,耐蚀性好以及优异的生物相容性和生物黏附性等特点,使得材料结构性能与功能性能完美地结合在一起.本文综合阐述了泡沫钛材料的制备工艺及特点,并对其应用前景和目前制备中尚存在的不足等情况进行了分析,目的在于促进该材料性能结构的进一步改善,并获得更广泛的应用前景.     

钛及钛合金在汽车工业中的应用

介绍了汽车中使用钛及钛合金各类加工材的可能性。通过分析和使用事例来指导我国汽车工业中使用钛及钛合金加工材。     

钛及钛合金粉末的注射成形

介绍了钛及钛合金粉末注射成形技术的发展、应用现状及制备工艺。指出了钛及钛合金粉末注射成形技术研究方向和扩大应用的途径是：①使用价格低廉的氢化脱氢粉和气体雾化粉混合得到的钛及钛合金粉作为注射成形的原料粉末；②开发新型高效的钛及钛合金粉末注射成形用的粘结剂体系；③优化混炼工艺；④优化注射条件参数以消除注射缺陷；⑤开发先进的脱脂工艺，使脱脂时间进一步缩短并减少脱脂缺陷，以降低成本；⑥研究钛及钛合金烧结工艺以及超小型零件的注射成形工艺，控制产品尺寸精度，提高产品性能。扩大产品的尺寸。     

低温钛合金的研究现状

介绍了近年来前苏联、美国、中国低温钛合金的研究和应用现状。低温钛合金的应用主要集中在军事工业，民用较少，主要原因在于钛合金的价格比较昂贵。目前国内外对于低温钛合金的研究及应用处于低迷状态，主要应用的是TA7 ELI和TC4 ELI，但它们都有自身无法克服的缺点，因而限制了其应用。我国自主研制的低温钛合金尚缺乏完善的合金性能测试及数据积累。今后还需要对综合性能更为优异的新型低温钛合金如CT20等进行深入的研究、完善，并予以推广。     

氢处理技术在钛合金中的应用

氢处理工艺是钛合金的一种特有的热处理方式，用于改善铸造、锻造钛合金件以及粉末冶金件的组织和性能。本文综述了氢处理在钛合金中的一些应用，主要介绍了国外的研究动向。     

钛及钛合金环材轧制技术

主要介绍了钛及钛合金环材轧制生产工艺，分析了钛及钛合金环材轧制生产的特点，并列举了两种钛合金环材的轧制工艺及结果。