在超低温下使用的TC4 ELI钛合金锻棒的研制

在低温下,TC4 ELI钛合金只能在-196℃下使用。根据某工程的实际需要,开发超低温(-253℃)用TC4ELI钛合金锻棒。从控制氧含量和提高合金纯洁度入手,并在锻造工艺上采用最新"三三一"镦拔组合变形工艺来提升锻棒的组织均匀性,来提高强度和塑性。实验结果表明:高纯洁度是提高TC4 ELI钛合金在-253℃下塑性的基础;"三三一"镦拔变形工艺制得100 mm棒材的超低温力学性能较好,其Rm为1 480～1 510 MPa,Rp0.2为1 240～1 290MPa,A为12.67%～18.67%,Z为27.8%～33.3%,满足工程技术性能指标要求(J901-01-2009)。     

VAR熔炼制备超大规格TC4 ELI钛合金铸锭研究

舰船和海洋领域对钛合金材料的需求呈大型化发展趋势,铸锭作为锻件和板材的母材,其大型化也势在必行。为满足大型铸锭的工业化生产,采用有限元分析法对真空自耗电弧熔炼（VAR）超大规格TC4ELI钛合金一次锭和成品锭的熔炼过程进行了数值模拟研究。结果表明,一次锭熔炼过程中稳弧电流和稳弧周期直接影响熔池中夹杂物的运动轨迹;对于TC4 ELI钛合金一次锭熔炼,较为合适的稳弧参数为稳弧电流30 A,稳弧周期40 s;成品锭熔炼时,降低熔炼电流,增大稳弧电流和稳弧周期,即加强VAR熔炼过程中的搅拌有助于提高铸锭成分均匀性和表面质量。根据数值模拟结果进行了12.8 t级超大规格TC4 ELI钛合金铸锭的工业化生产,所得铸锭表面质量良好,成分均匀。     

TC4ELI钛合金低周疲劳性能研究

研究了具有网篮组织的TC4ELI钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能,给出了TC4ELI钛合金在低周疲劳下的循环应力-应变曲线,拟合出循环应变硬化指数、循环强度系数以及应变-寿命特征系数,并通过光学显微镜进行金相分析,通过扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明,TC4ELI钛合金呈现出循环软化的特性;距离疲劳断口1.5 mm处的组织形态与断口处无明显变化,疲劳裂纹以穿晶方式扩展直至断裂;随着应变幅值增大,韧窝变大变深,韧性断裂特征变得更加显著。     

氧含量对TC4 ELI钛合金棒材组织及力学性能的影响

采用自主制备的两种氧含量的TC4合金铸锭,通过开坯-锻造-退火等工艺制备出间隙元素含量远远低于GB/T 13810-2017及UNS R56401要求,性能优异的TC4 ELI钛合金棒材.通过化学分析、金相显微镜、拉伸试验和扫描电镜研究其性能,结果表明,经过开坯-锻造-退火,钛合金棒材氧氮氢等间隙元素含量较铸锭有较明显...     

不同组织状态TC4 ELI钛合金动态力学性能研究

利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低间隙Ti-6Al-4V(TC4 ELI)合金的等轴组织、双态组织和魏氏组织试样进行了动态压缩试验。应变率分别为ε=2000,3000,4000 s-1,得到了动态压缩真应力-应变(σ-ε)曲线,并对试验后发生剪切失效破坏的试样沿纵剖面切开,利用金相显微镜(OM)进行显微组织观察。结果表明:动态压缩条件下TC4 ELI合金3种组织试样的真应力-应变曲线大致分为弹性阶段和塑性阶段,没有明显的屈服平台,3种组织状态下的试样在高应变率下应变强化效应不明显,表现出一定的应变率强化效应;在4000 s-1应变率加载条件下,平均动态流变应力(σ)、均匀动态塑性应变(ε)以及冲击吸收功(E)按等轴组织、双态组织和魏氏组织顺序依次减小,等轴组织试样的σ,ε和E分别达到了1400 MPa,0.34%和470 kJ.m-3,具有较好的动态力学性能;在4000 s-1应变率加载条件下3种组织状态的试样均发生了剪切失效破坏,并在其纵剖面上都观察到了一条白亮的绝热剪切带(ASB),裂纹沿着绝热剪切带由圆柱试样的圆柱面向中心扩展,与ASB形成和扩展的方向一致,剪切带与导致断裂的裂纹密切相关。     

退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、万能材料试验机和金属摆锤式冲击试验机研究了退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材(Φ3384 mm/Φ3300 mm×1950 mm)的显微组织和力学性能的影响.显微组织分析结果表明:退火温度在850℃以下时,TC4ELI钛合金大规格环材退火后的显微组织与热加工态的显微组织基本相同;900℃退火后,TC...     

钛合金深潜器载人舱疲劳寿命预报方法研究进展

对钛合金载人舱的结构形式、材料特性、载荷历程进行了描述,重点介绍了考虑载荷循环和保载特性下的Ti-6Al-4V ELI合金蠕变-疲劳寿命预报模型的研究进展,以及基于这些模型的可靠性评估方法,为提出一个合理的钛合金球壳剩余极限强度随时间的衰减规律的分析方法奠定基础。     

制退器用TC4钛合金锻棒性能研究

本文研究了制退器用TC4钛合金锻棒的工艺、组织和性能之间的关系。通过对十种不同工艺制度锻棒的组织、性能观测得出,合金化学成份对锻棒性能的影响远不如组织状态对性能的影响大。特别是显微组织对冲击韧性的影响更为敏感。通过本研究得出:提高TC_4钛合金棒材的冲击韧性和综合性能的关键是在生产工艺上如何控制组织形貌,特别是相比例。     

“4500 m深潜器用TC4ELI钛合金载人球壳制备技术”项目通过成果评价

正1月25日,中国有色金属工业协会在宝鸡组织召开了"4 500 m深潜器用TC4ELI钛合金载人球壳制备技术"项目成果评价会。评价会由中国有色金属工业协会科技部主任张龙主持,中船重工七〇二所、北京航空制造工程研究所、哈尔滨工业大学、陕西有色集团、无锡西塘锻压、重庆赛迪重工设备有限公司、普什模具有限公司、宝钛项目组及公司有关领导参加了会议。评价会成立了11人组成的专家组,中国工程院院士钟掘为专家组组长,中国科学院院士曹春晓为副组长,中国科学院深海所、中     

宝钛集团“4500米深潜器载人舱球壳”开始合拢焊接

<正>2015年4月1日上午,由宝钛集团承担的国家863计划重点科技项目4 500米载人潜水器TC4载人球壳制造技术研究项目进入载人球壳建造的最后冲刺阶段——半球合拢焊接。项目组组长、宝钛股份总经理贾栓孝,副组长、宝钛股份副总经理王韦琪以及项目组相关成员出席了合拢焊接开工仪式。载人舱球壳是潜水器的核心构件,它的设计和制作质量是潜水器性能和机组人员安全的重要保证。宝钛集团在争取到该项目后,先后突破超厚超宽钛合金厚板轧制、厚板窄间隙焊接、专用配比合金焊丝研制、孔座及球体尺寸     

大规格TC4钛合金厚板研制

采用经三次真空自耗电弧熔炼、多向锻造得到的TC4钛合金板坯为原料,以热模拟试验所获得的热加工图为参考,利用西部钛业有限责任公司2 800 mm四辊热轧机成功制备出了宽度为2 300 mm,厚度达到40~70 mm的大规格TC4钛合金厚板,研究了热轧工艺对其组织和室温力学性能的影响。结果表明,轧制温度、道次变形率和应变速率是制备大规格TC4钛合金厚板的关键工艺因素。所制备的TC4钛合金厚板的显微组织为双态组织,由平均晶粒尺寸为25μm的等轴初生α相、拉长的次生α相及晶间β相组成,其室温抗拉强度为925~960 MPa,屈服强度为870~910 MPa,延伸率为12.0%~14.5%。     

碳纳米管对TC4钛合金激光焊焊缝成形和组织的影响

选取羟基化多壁碳纳米管作为表面活性剂对TC4钛合金进行活性CO2激光焊接,焊后测量并计算了焊缝的熔深、熔宽及深宽比,观察分析了焊缝显微组织,测定了接头硬度和焊缝的物相组成。结果表明:TC4钛合金表面涂覆质量分数为4%的碳纳米管溶液,形成的涂覆层均匀致密;在给定焊接参数条件下,该涂覆层可使焊缝熔深增加约6%,熔宽降低约4%,深宽比增加约10%;涂覆碳纳米管可以增加激光吸收率,使得焊缝温度升高、冷却速率增大,因而涂覆碳纳米管的焊缝β晶粒较细,晶内的α'相较未涂覆碳纳米管的短小;碳纳米管对焊缝硬度和焊缝的物相组成无明显影响。     

电子束熔丝成形的TC4钛合金的组织与性能研究

研究了采用电子束熔丝成形(EBRM)技术制造的TC4钛合金件的组织特征及力学性能,结果表明:经EBRM技术得到的TC4钛合金件宏观组织为异常粗大的β柱状晶。经热处理后,显微组织由片状初生α相、β转变组织及晶界α相组成;室温拉伸性能呈现明显的各向异性,但各方向的强度和塑性均满足AMS 4999A—2011标准要求,其中,x、y向抗拉强度与自由锻件实测水平相当;室温冲击韧度达到70 J/cm2,约为自由锻件及铸件实测值的两倍;光滑试样轴向加载高周疲劳性能优于经β热处理的锻件;轴向加载低循环应变疲劳性能与锻件相当,但优于铸件。     

TC4船舶用钛合金零部件电火花加工工艺研究

钛合金材料因其机械性能优异、抗腐蚀性能强等特点而广泛应用于航空航天、海洋开发和医疗器械领域,电火花加工用于盲孔、方孔、异形孔等特定结构的加工。鉴于此,对普通电火花机床加工船舶用TC4钛合金材料的工艺参数进行实验研究,最终确定TC4钛合金材料电火花加工的工艺规律和最佳参数。     

ZTC4精铸用TC4钛合金大棒工业化试验研究

以西部钛业有限责任公司（以下简称“西部钛业”）的生产情况为例,主要介绍了我国航空ZTC4精铸件用TC4钛合金棒材的原料试制情况,重点是棒料和铸件的化学成分变化情况。     

热处理对航空用TC4钛合金薄板力学性能影响研究

研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α+β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α+β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。     

TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展

本文首先针对TC4钛合金的热处理工艺,当下在固溶处理(固溶温度、冷却速率)、时效处理(时效温度、时效时间)、深冷处理,这几方面的研究现状进行了分析,然后针对这些研究的现状,在未来的发展趋势上提出了几点分析,以供各位业界同仁参考和指导.     

激光快速成型TC4钛合金的力学性能

金属零件的激光快速成型是结合CAD／CAM、高功率激光熔覆和快速原型制造的先进技术。研究了用激光快速成型技术制造TC4钛合金的力学性能，分析了低温退火和热等静压处理对力学性能的影响，并且测量了成型后试件的含氧量，观察了拉伸试件的断口形貌。研究结果表明激光快速成型制造的TC4钛合金的力学性能高于铸造组织的力学性能，达到了锻造组织的力学性能。     

热处理制度对选择性激光熔化成形TC4钛合金的组织与力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能材料试验机研究热处理制度对选择性激光熔化成形技术(SLM)成形TC4(Ti6Al4V)钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:激光成形样品的组织主要由呈外延生长的粗大柱状晶组成,原始柱状β晶粒的显微组织由大量的针状α′相组成;随退火温度升高,条状α相的宽度先增加后降低,强度降低,塑性增加;在(α+β)两相区固溶时,随固溶温度升高,α相的长宽比增加,α相的间距减小,α束集变大,强度升高,塑性降低;对比该7种热处理制度,800℃保温2 h炉冷为最佳热处理工艺,经该工艺处理的试样综合力学性能较好。