金属钛制备工艺研究进展

本文介绍了热还原法制备金属钛的工艺,包括Kroll法、镁还原低价卤化物、PRP法及Hunter法及电解法,包括电解TiCl4法、FFC剑桥工艺、EMR/MSE等,分析了各种方法的机理及特点。并且认为以TiCl4为原料制备钛工艺降低成本的空间很小;如能生产出低成本的TiCl2,钛成本高的问题将很快得以解决;从熔盐中直接电解TiO2制备金属钛,是低成本金属钛制备新工艺的发展方向。     

钛及钛合金粉末的制备现状

钛及钛合金具有优良的综合力学性能，在航空航天、航海、化工等领域得到日益广泛的应用。用粉末冶金法制造零部件，材料的利用率几乎可以达到100％，是降低钛及钛合金零部件生产成本的重要途径。本文评述了钛及钛合金粉末的制备技术及其现状,指出HDH钛粉和雾化钛粉是当今工业中主要应用的钛粉。伴随着钛粉末制备技术的成熟与发展，还原法直接生产钛粉和新兴的TiO2熔盐电解法生产钛粉，将成为制备低成本、高性能钛粉新的工业生产方法，是降低钛粉末冶金零部件成本的新的发展方向。元素混合法制备钛合金粉，因其较预合金化法成本低廉，工艺成熟。且性能优越，必将成为钛合金粉的主要生产方法。     

美国Altair纳米材料公司与钛金属公司共同发展低成本钛的生产

2004年1月,美国Altair纳米技术公司下属的Altair纳米材料公司与钛金属公司(Timet)签订协议共同发展低成本钛的生产。这可以说是FFC剑桥生产工艺的商业化运营,投资方为美国国防部先进项目研究机构(DARPA),协议执行的前6个月将向Altair提供15万美元。FFC剑桥工艺主要是通过电解Ti     

小型薄壁钛合金铸件低成本精密铸造技术

当前钛精密铸造技术比较多,但生产成本较高,急需找到一种低成本钛精密铸造技术,来降低生产成本扩大钛铸件使用范围。本文通过实验,找到了一种针对小型薄壁钛合金铸件新的低成本制壳工艺,实验结果生产的铸件能完全满足客户需求。     

钛金属冶炼工艺新进展

叙述了Kroll法和FFC(Fray Farthing Chen)剑桥工艺制备钛的原理,并对制备钛的新工艺,包括OS(Ono Suzuki)法、EMR/MSE(Electronically Mediated Reaction/Molten Salt Electrolysis)法、PRP(Preform Reduction Process)工艺和USTB(University of Science and Technology Beijing)工艺的还原机理与工艺特点进行了总结。对各种钛制备工艺的优缺点进行了分析讨论,指出钛冶炼新工艺的工业化可行性与实现工业化生产所面临的问题。     

金属钛的制备工艺

评述了国内外金属钛的制备工艺和研究现状,介绍了热还原法(包括钙热还原、预成型还原)、熔盐电解法(包括FFC剑桥、USTB、固体透氧膜)等方法。概述了各种工艺的反应原理、条件以及优缺点。最后指出了今后的发展方向。     

熔盐电解TiO_2制备金属钛的工艺及对比

评述了以二氧化钛为原料制备钛金属的几种工艺,并介绍了FFC剑桥法、 OS钙热还原法、电子终结反应法(EMR法)和固体透氧膜法(SOM法)的研究现状、基本原理,并对比出各个工艺的优缺点。最后总结了各个工艺所面临的问题,指明了今后的发展方向。     

电解TiO2提取钛的研究进展

自剑桥大学D J Fray等人发表以TiO2直接电解提取钛（即FFC法）的论文后,研究由氧化物直接电解制取钛成为热潮.根据国内外已发表的相关研究论文,结合重庆大学的研究成果,对电解法制取钛的研究进展进行简要总结.     

熔盐电解制备难熔金属的现状与展望

介绍了传统的熔盐电解法用于难熔金属制备的应用现状,分析了其存在的弊病：主要是传统熔盐电解法对电解质要求严格,难以找到合适的熔盐.而新开发的熔盐电解法--FFC法和SOM法,都从一定程度上降低了电解过程对电解质的要求,成为熔盐电解制备难熔金属发展的新方向,是低成本、连续化、无污染生产难熔金属的可行之路.上海大学综合分析了FFC法和SOM法的优缺点,提出了一种改良的SOM法,该方法有效避免了FFC法中的缺点,并在制备Ti,Ta,Cr上取得成功.     

铝热法生产钛金属工艺的可行性研究

根据以金红石、铝粉、石灰为原料,利用铝热还原法生产钛合金的工艺启示,对该法生产金属钛和钛合金的工艺进行探析和热力学分析,证明了该方法生产金属钛的可行性.     

钛合金低成本化制备技术研究现状

从添加返回料、短流程制备、合金化和冷床炉熔炼4种手段综述了钛合金的低成本化制备技术.介绍了国内目前开展的新型低成本化钛合金制备技术,指出了新的Kroll冶炼方法可成为低成本钛合金冶炼的发展方向.     

航空用损伤容限型钛合金研究与应用

为了满足新型飞机的大尺寸、高减重、长寿命和低成本的设计与应用需求,采用损伤容限型钛合金材料及其应用技术是一条重要途径。国外发达国家已经在新型损伤容限型钛合金材料研制和在先进飞机上的应用方面走在了前列,特别是像中强度的Ti-6Al—4VELI和高强度的Ti一6—22—22S等,已经成功地应用在了美国F-22／F-35,C-17等新一代飞机中,大大地提高了飞机的使用寿命和战斗力。这几年我国先后自主创新发展了中强度损伤容限型钛合金TC4-DT和高强度损伤容限型钛合金TC21,建立了损伤容限型钛合金的口处理加工技术,为我国新型飞机的研制奠定了材料应用技术基础。通过分析国内外损伤容限型钛合金材料及其新型加工工艺技术的研究发展情况,结合我国新型损伤容限型钛合金材料研究进展,重点探讨了新型损伤容限型钛合金的材料特点、性能水平和应用前景。     

高强韧面心立方高熵合金的设计

钛合金因具有密度小、比强度高、耐腐蚀、可焊接等性能特点,广泛应用于航空航天、舰船、兵器、核工业等重要的工业领域。但是钛合金的成本限制了其进一步推广和大规模应用,是目前钛合金总体用量不高的核心原因。本文从原材料、合金制备技术、钛产业链单位的协作等三个方面对钛合金低成本化技术研究与发展进行了归纳和评述,在此基础上,提出了未来低成本钛合金发展的趋势和建议。     

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。     

我国钛科学技术的发展动向和新进展：第9届全国钛及钛合金学术交流会述评

根据第９届全国钛及钛合金学术交流会论文集１６２篇论文中提供的资料，从新合金、新工艺和新产品及基础理论研究４个方面概述了我国钛科学技术发展的动向和新的进展。     

Producing titanium aluminide foil from plasma-sprayed preforms

High-strength titanium alloy and titanium aluminide foils are required for fabricating composite structures and honeycombs for advanced aircraft engines and airframes. Titanium aluminide alloys possess limited workability, which results in significant yield loss when these materials are produced by the conventional ingot metallurgy route. This article describes the use of induction plasma spray technology to fabricate foil preforms of a titanium alloy and a titanium aluminide. These plasma-sprayed preforms were converted into 100% dense wrought titanium aluminide foil by a roll-consolidation process. The microstructure and mechanical properties of titanium aluminide foil produced from plasma-sprayed preforms were virtually identical to those of conventional ingot metallurgy foil. The plasma-spray plus roll-consolidation route may lead to the production of titanium aluminide foil as continuous coil, which would improve process efficiency and yield high-quality titanium aluminide foil at low cost.     

电解加钛铝合金的晶粒细化及其制备铝-硅合金的组织和性能

研究了电解加钛的晶粒细化作用,与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的晶粒细化效果进行了比较;对用电解低钛铝合金制备的A356合金和由纯铝制备并用AlTi或AlTiB细化处理的A356合金的组织与性能进行了对比研究;进行了利用工业铝电解槽生产的电解低钛铝合金熔体直接生产A356合金的工业试验。结果表明：电解加钛具有显著的晶粒细化作用,其细化能力与AlTiB的相当,明显优于AlTi中间合金的。在试验室条件下,用电解低钛铝合金制备的A356合金与纯铝制备并用中间合金细化处理的A356合金的拉伸性能相当;将电解低钛铝合金熔体直接用于铝．硅合金的生产是可行的,并具有节约能源,细化处理工艺简单,产品质量良好的特点。     

基于CMT的钛合金电弧增材制造技术研究现状与展望

钛合金高强度、高耐热的特性决定了其在航空航天、船舶制造等领域的广泛应用,但由于钛合金的难加工性,使得传统锻造+机加的方式模具损耗严重、制造周期长。增材制造作为一种制造成本低、成形效率高的绿色化制造工艺,凭借其无需模具、直接成形的优势在钛合金制造领域受到国内外学者的广泛关注。电弧增材制造技术相较于其他增材工艺(如激光增材制造、电子束增材制造等)沉积效率更高,不受零件尺寸的限制,在大型和超大型结构件的制造中具有突出优势,其中基于冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)的电弧增材制造技术由于沉积过程更稳定、热输入量更低,已逐渐成为钛合金增材制造领域的研究热点。文中对基于冷金属过渡的钛合金电弧增材制造技术的研究现状进行综述,介绍钛合金打印件的微观组织和力学性能特征,总结分析了成形参数对打印件微观组织与力学性能的影响规律,并概述了形核条件调控、轧制和超声冲击等辅助技术对打印件微观组织与力学性能的影响机制,最后展望了钛合金CMT电弧增材制造的未来发展趋势。     

电解法和铝热法Al-Ti-C中间合金的显微组织研究

由于C元素与铝熔体难浸润,很难形成合金化的A1-Ti-C。提出了电解法制取A1-Ti-C中间合金的新工艺,旨在探索一种性能稳定、成本较低的Al-Ti-C合金化工艺。结果表明,电解法制备的中间合金C的吸收率明显提高,是相同工艺条件下铝热还原法的1.2倍,解决了C、Ti与铝熔体浸润难的问题;同时在合金中形成了数量更多、分布更均匀的TiC颗粒,明显改善了细化剂的细化效果。     

低温钛合金的研究进展

因具有优异的低温综合性能,钛合金作为重要的低温工程材料而逐渐受到广泛重视。本文概述了当前国际低温钛合金的应用现状,从α钛合金、α/β两相钛合金及β钛合金方面,综述了钛合金低温变形机制的最新研究进展,并总结了这3类不同相成分的钛合金的低温变形机制。从温度、合金成分、形变因素和显微组织方面,归纳总结了不同因素对钛合金低温塑性变形机制的影响。另外,还探讨了低温钛合金的发展趋势,以期为新型综合性能更好的低温钛合金的设计和研发提供参考。