钛合金在汽车上的应用和展望

综述了近三十年来国外汽车用钛合金的研究开发现状汽车用钛合金包括Ti-5Al-2Cr-1Fe,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo,Ti-6Al-4V,Ti-3Al-2.5V,Ti-6Al-4V/TiB,Ti-Al-Sn-Zr-Nb-Mo-Si/TiB,Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo4Zr,Ti-6V-2Sn-4Zr-2Mo,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si,Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si,Ti-3Al-2V-0.2S-0.47Ce-0.27La,Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si/10TiB,Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al/10TiB,Ti-6Al-2Fe-0.1Si等.估计到2001年,全世界汽车用钛合金将达到6000t.     

耐热钛合金的激光焊

据1981年4月举行的第62届美国焊接学会年会报告,对两种耐热钛合金的激光焊和钨极氩弧焊的焊接接头性能进行了比较研究。这两种钛合金是:Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo和Ti-5Al-5Sn-2Zr-4Mo。试板厚度分别为1.5、2.5及2.9毫米。采用CO_2激光焊机,     

用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度

用元素粉末混合法合成 Ti- 110 0 ,Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo,Ti- 6 Al- 4V和 Ti- 5 Al- 2 .5 Fe等各种α β型钛合金和 Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo/Ti B的微粒子复合材料。一般用元素粉末混合法制的合金和复合材料 ,连结的板条状 α组织形成粗大的柱状组织。改变这种组织成为微细的针状α组织 ,可以改善高周疲劳强度用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度@黄淑梅     

α+β钛合金微观组织对强韧性的影响概述

α+β钛合金的微观组织对强度和断裂韧性有重要影响。本文概述了Ti-6Al-4V、Ti-62222s、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等钛合金的拉伸性能、断裂韧性与组织特征参数的定性和定量关系。同时指出组织参数定量化、神经网络和有限元技术的综合利用可以有效预测组织和性能的关系。     

油气开采用钛合金石油管材料耐腐蚀性能研究

选取5种油气开发常用钛合金材料(Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo)为研究对象,使用高温高压釜模拟国内典型严酷服役工况环境,研究了不同钛合金材料耐均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及缝隙腐蚀的性能,通过使用扫描电镜和能谱分析等手段对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析,并使用电化学方法对不同合金的耐腐蚀机理进行了研究。结果显示,在所测试工况条件下,所有钛合金材料腐蚀反应均为阳极控制过程,均匀腐蚀速率均低于0.001mm/a,并且对应力腐蚀开裂均有良好的抗力。Ti-6Al-4V和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo合金出现明显的点蚀和缝隙腐蚀问题。对腐蚀机理研究表明,在工况条件温度下,随着pH值的降低,所有钛合金均发生自腐蚀电位降低,极化电阻减小,腐蚀电流增大,耐腐蚀性能下降,其中Ti-6Al-4V耐腐蚀性能下降的最为明显,研究结果为油气开发工况下钛合金石油管的选材和缝隙腐蚀问题防治提供理论基础。     

β-CEZ合金和Ti-6Al-4V合金疲劳性能和断裂性能的比较

近来由于飞机高强框架和喷气发动机元件用β-Ti合金取代α β钛合金。因此，德国的J.D.PETERS和他的老师G.LUTJERING教授比较了高强β-CEZ钛合金和α β的Ti-6Al-4V合金的疲劳和断裂特性，β-Ti合金如Ti-17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)和Ti-10V-2Fe-3Al已分别被用作喷气发动机压缩机和起落架材料，主要是因为它们的强度高于Ti-6Al-4V合金。他们首先比较了喷气发动机常用的Ti-6Al-4V合金和新近研制的β-CEZ(Ti-5Al-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Fe)合金的疲劳和断裂特性，以及屈服强度等性能，由于断裂韧性是压缩机和起落架构件设计…     

提高锆含量对Ti-1100合金显微结构和力学性能的影响

Ti-1100是一种近α钛合金,用于要求低密度、高强度和抗蠕变的高温环境中。最高的使用温度为600℃(1100"),通过表面改性可延长使用时间。通过锻造或浇注成形可制成理想的金属板材。Ti-1100的名义化学成分为Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.45Mo-0.5Si(质量分数,下同),是在近α钛合金Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo基础上添加少量的Si研制出来的。但一直未见添加Zr对近α钛合金组织和性能影响的相关报道。本研究采用真空电弧二次熔炼制备了含Zr为4%,6%,8%,10%(质量分数)的钛合金锭,并对其进行4步处理:①进行退火处理(1050℃,保温1h,空冷)以获得均匀的微观结构…     

Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd合金焊接性

考察了Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd合金焊接接头力学性能。结果表明，Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd钛合金的焊接热影响区存在硬化倾向，塑性不足。焊前预热150℃可使焊接热影响区塑性明显改善。通过改变焊缝合金系统和焊后热处理制度等工艺措施，可以调整焊缝的综合力学性能，使之达到技术指标要求。文中还探讨了Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd合金焊接脆性的机理，认为延晶界成串分布的富钕相和晶内的马氏体转变组织是根本原因。     

钛合金的加氢处理

[日刊《铸锻造与热处理》报道]美国人L·莱温提出,粉末冶金钛合金,经烧结加压成形后,于β温区进行固溶、加氢、脱氢处理能细化组织,提高合金的疲劳强度。他认为,这种方法适用于α型的Ti-5Al-2.5Sn,近α型的Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo,α+β型的Ti-6 Al-4V、Ti-6Al-6V-2Sn,近β型的Ti-10V-2Fe-3Al,β型的βⅢ(Ti-11.5Mo-6Zr-4.5 Sn)等合金。莱温的这项科研成果已取得了美国专利。     

热加工过程中2种原始组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金变形行为（英文）

采用等温压缩试验研究不同原始组织对Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金流动应力、应变速率敏感性指数、应变硬化指数和表观变形激活能的影响。结果表明:原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金具有更高的峰值应力和流动软化效应,当变形温度高于或等于810°C、应变速率为0.1~5.0 s-1时,原始组织为等轴组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金存在初始屈服现象。当应变为0.5~0.7、变形温度较低、应变速率为0.01 s-1时,原始组织为等轴组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的应变速率敏感性指数值较大,这主要归因于其显微组织演变特征。隋着变形的进行,原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金发生了α片层弯曲和动态球化现象,这使得其应变硬化指数变化显著。当应变为0.15~0.55时,原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的表观变形激活能更大。     

Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金表面活性微弧氧化膜的制备及其骨诱导性(英文)

通过微弧氧化法在新型医用近β钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb表面制备一层含Ca、P多孔薄膜,再将其在胺基化溶液中活化处理以在薄膜表面引入NH-2。借助XRD、SEM和EDS研究该多孔复合薄膜的组成和表面形貌,并通过模拟体液浸泡实验、体外细胞培养实验和动物体内植入实验研究经上述表面改性处理后的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的骨诱导活性。结果表明:该薄膜主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2组成,是一种含有Ca、P的陶瓷混合物;薄膜在模拟体液中具有很好的生物活性,成骨细胞能够很好地在薄膜上分化、生长;表面覆膜处理的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的体内骨诱导活性优于未处理的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的。     

β型钛合金材料的生物相容性评价

通过皮下、肌肉植入试验评价两种β型钛合金材料TLE（Ti-（3~6）Zr-（2~4）Mo（24～27）Nb），TLM2（Ti-（1．5,-4．5）Zr-（O．5～5．5）Sn．（1．50．4）Mo．（23．5～26．5）Nb）的生物相容性。将TLE，TLM2两种新型医用钛合金和对照材料（Ti-6Al-4V）分别植入家兔皮下和肌肉内，依据GB／T16886．6．1997标准，在1，2，6，12，24周作大体观察评价和组织学检查。结果表明：两种β型钛合金材料炎细胞浸润情况与对照材料无明显差异、包膜的厚度比对照材料薄，TLE和TLM2新型医用钛合金生物相容性良好。     

钛合金切削时工具寿命及表面受损状态

钛合金是难以机加工的材料,由于钛及钛合金热导性低,活性大,机加工时使刀刃处过热,易产生粘着且磨损快。此外,钛合金的低弹性模量和高强度也增加了机加工的难度。 许多研究者建议采用纯硬质合金(WC-Co)刀具切削钛合金可取得良好结果。但快速切削时会使刀刃迅速损坏,因此,切削速度限制在45m/min。 钛合金加工件要求较高的可靠性,对其表面质量要求也很高。但是,实际上机加工时很容易使其表面和亚表面产生塑性变形、裂纹、相变和残余应力等缺陷。因此,马来西亚的学者C.H.Che-Haron调查研究了Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(Ti-6246)合金机加工时切削…     

TC17钛合金一级轮盘锻造工艺研究应用

TC17钛合金是一种富β稳定元素的α+β两相钛合金,其名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr,具有高强度、高断裂韧性及高淬透性.美国已成功地将其用于军用和民用航空发动机的压气机盘、风扇盘等零件上.该合金一般在β相区锻造,锻后采用两重退火,从而获得网篮编织α组织,有很高的断裂韧性和蠕变抗力.     

β相稳定性对Ti-10V-3Fe-3Al合金变形模式及压缩性能的影响

金属的变形有以下几种不同机制:孪生、变形诱发马氏体、位错滑移,或其综合作用。变形机制与基体状态密切相关,一方面与启动位错滑移或孪生的临界应力有关,另一方面与亚稳定基体转变成马氏体的能力有关。迄今为止,对亚稳定β钛合金变形机制的研究很少,对于含有α相的亚稳定β钛合金,也仅研究了β-CEZ(Ti-5Al-2Sn-5Zr-4Mo-2Cr-1Fe)和Ti-10V-2Fe-3Al合金的变形机制。研究表明     

加工热处理对生物用Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金疲劳性能的影响

Ti-29Nb-13Ta-4．6Zr(TNTZ)具有良好的生物亲和性，其杨氏模量低，抗拉强度可在加工热处理条件下于600MPa～1200MPa范围内选择。因此，该合金和Ti-35Nb-7Zr-5Ta，以及Ti-15Mo等口钛合金已成为目前主要研究开发的生物用钛合金。     

Ti-679合金的稳态蠕变

本文测定了Ti-679合金在不同应力和温度下的稳态蠕变速度,并用应变速率循环法测定了各种温度下的激活面积,最后对合金的蠕变机构进行了讨论。一、实验方法试验用料是抚顺钢厂生产的Ti-679合金(Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si)直     

医用近β型钛合金TLM的碱液处理与生物活性

采用模拟体液浸泡法评价碱液处理TLM(Ti-25Nb-3Zr-2Sn-3Mo)合金的生物活性。钛合金TLM经过碱液处理后表面生成了钛(铌)酸钠凝胶层,凝胶层厚度随碱液浓度升高而增加。在模拟体液中浸泡43h后,碱液处理钛表面只有少量磷灰石晶核生成,而碱液处理TLM合金表面有五水磷酸八钙晶粒形成,磷灰石的形核也较多。钛合金TLM在碱液处理时生成的钛(铌)酸钠凝胶层厚于纯钛,而较厚的凝胶层使其生物活性提高。     

大功率航空发动机用Ti—6246钛合金的耐蚀性能

发展用于航空发动机压气机盘件和叶片的材料是以获得高抗蠕变强度为目的。Ti-6246 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo)合金适用于773K~900K温度，可制造中、高功率压气机盘件和叶片。为了使其安全使用，必须检验合金的耐蚀性。英国威尔土斯旺西大学的M. Evans等学者在对近γ Ti-48.8Al-2.2V合金在纯氧气中经1273K，24h氧化增重试验、对IMI834在空气中蠕变性能受α污染层影响试验和对Timetal-1100、Ti-8Al-1Mo-1V及Ti-679已进行详细氧化分析的基础上，检验了Ti-6246在773K~1123K的抗腐蚀性。并将其结果与前面提到的几种钛合金作了比较。 研究所…     

ON THE STEADY STATE CREEP OF ALLOY Ti-679

<正> 本文测定了Ti-679合金在不同应力和温度下的稳态蠕变速度,并用应变速率循环法测定了各种温度下的激活面积,最后对合金的蠕变机构进行了讨论。 一、实验方法 试验用料是抚顺钢厂生产的Ti-679合金(Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si)直