高强度铸造钛合金的发展现状及前景

介绍了高强度铸造钛合金的发展现状以及发展历程,阐述了钛合金的应用范围和最新的加工技术。最后,对高强度铸造钛合金未来的发展前景进行了展望。     

紧固件用高强度钛合金的发展

1前言近代航空和航天系统的机械连接以钛代钢的趋势已非常明显,不仅钛结构,许多铝结构和复合材料的连接也都大量采用钛合金紧固件．钦合金紧固件的优势之一是减重效果非常好．如波音747飞机紧固件以钛代钢后,其结构重量减轻1814kgt俄罗斯的伊尔一96飞机一架用14．2万件,城重gnkg我国航空、航天系统钛合金紧固件的使用也取得了明显的减重效果．这样的减重效果对飞机和航天器提高推力、增加射程、节省燃料、减少发射费用等方面都会产生巨大的技术经济效益．钛合金优异的治蚀性能,特别是它的正电位性能恰好与碳纤维复合材相匹配,有效地防…     

国外铸造钛合金及其铸件的应用与发展

在航空航天以及船舶和化工等行业中，钛合金构件由于其优异的力学和化学性能而被广泛应用。本文主要介绍了国外的铸造钛合金及其铸件的应用情况，以及相关铸造技术的发展状况。     

钛及钛合金的精密铸造与应用

钛因原料价格较贵,所以提高其产品成品率显得尤为重要,近净形成形技术自然就成为重要课题．近净形成形技术有热模锻造、恒温锻造以及精密铸造等．精密铸造近年取得了一些新的进展．在美国,钛铸件的发货量1963年仅为35t1985年上升到380t1991年则已达到900t．这些铸件大部分用于飞机上,包括飞机的风扇罩、压气机机压等大型部件及薄壁、形状复杂的压气机、支架等小型静止部件．使用的材质基本为Ti－6Al－4V合金的退火材．近几年来,精密铸造的钛合金高尔夫球头及开瓶起子等在美国市场普及,且价格低廉．飞机发动机所使用的钛铸件几乎都是…     

钛合金铸造技术

钛及其合金有许多独特的工程优点:密度小,比强度大、高温和低温性能好,在各种介质中耐腐蚀性能优良,疲劳强度高。表1是钛及其合金的物理性能;表2是目前使用的钛合金的化学成分和力学性能。     

钛合金的连续铸造

日本住友金属工业公司的钛专家们,在研究钛合金的连续铸造技术方面取得了进展。现将他们的研究成果介绍如下。 1 试验手段及程序住友金属工业公司开发成功感应冷结晶器技术,使用钛切屑或钛切屑与合金元素(铝、铝-钒合金)混合进行熔化和连续浇铸试验,并对锭     

可生产带卷的高强度α-β钛合金

日本神户制钢所的大山英人先生因开发了KSTi-9钛合金荣获2001年度日本钛协会技术成果奖。大山英人先生从1982年开始进行Ti-6Al-4V的断裂研究，1984年硕士毕业后进入神户制钢所，从事了2年的近β钛合金的研究，其后进行了β钛合金的组织控制研究。并在神户制钢所首次成功轧制了Ti-15-3-3-3带卷，还开发了Ti-16V-4Sn-3Al-3Nb合金。从1997年开始开发KSTi-9钛合金。 世界钛加工材产量的5100t中有一半是钛合金，其中α-β合金占绝大多数，特别是以Ti-6Al-4V为主体的合金。但Ti-6Al-4V在使用中存在不足，最大的缺点是冷加工性差，例如当…     

Structural Transformations Occurring upon Explosive Welding of Alloy Steel and High-Strength Titanium

Features of the structure of a layered material welded by explosion of high-strength titanium alloy and tool roller steel with an intermediate layer of the structural low-carbon steel have been studied. The structural transformations occurring in materials upon their dynamic interaction have been analyzed. Particular attention is paid to the structure of vortex zones formed at the interfaces of billets of various steels, as well as structural steel and titanium-based alloy. The structural analysis methods made it possible to fix stable and metastable joints appearing upon the explosive welding of various metals. To reveal features of structural transformations caused by prolonged heating, billets of titanium alloy and structural steel were also joined by diffusion welding. It has been shown that, in the course of the diffusion welding process, a continuous layer of stable brittle intermetallic compounds is formed along the entire interface of the welded materials. In the explosively welded materials, the intermetallic phases are distributed locally and, thus, they have a weaker embrittlement effect.     

铸造钛合金α层的组织与形成机理

利用熔模铸造的方法制备了铸造Ti-6Al-4V合金试样,通过金相、电子探针、显微硬度测试等技术研究了铸造钛合金表面α层的组织和形成机理。结果表明,铸造钛合金试样表面均形成了α层,显微组织特征为呈"网篮"状排列的粗大片状α相组织。α层形成机理主要与型壳材料中间隙氧原子和碳原子向合金基体扩散有关。显微硬度测试得到的α层深度略大于金相结果。为完整去除α层,以硬度测试的结果更为可靠。     

航空用高强TA18钛合金管材的轧制工艺

通过试制不同规格的TA18实验管材,研究Q值、累积变形率以及退火温度对成品管的显微组织和力学性能的影响。结果表明:当变形率不大于55%,且Q值控制在0.53～1.14时,管材可顺利实现两辊轧制而不出现裂纹。随着变形率的增大,实验管材加工态的强度逐渐升高,塑性下降,但较小的变形率对塑性影响不大。随着退火温度的升高,管材的强度降低,塑性改善,加工硬化效应逐渐消除。另外,过小的变形率会造成管材的再结晶晶粒尺寸分布不均,进而导致塑性较低。经工艺优化,TA18实验管材的力学性能可达:UTS=920MPa,YS=755MPa,El=14%。     

高强Ti-26合金室温压缩性能和显微组织演变研究

通过单道次压缩实验研究了压缩速率0.001~0.1 s~(-1)和压缩量20%~60%条件下Ti-26合金室温压缩变形行为,分析了Ti-26合金室温压缩力学性能,显微组织演变和变形机制。研究结果表明:相同压缩量条件,压缩速率为0.1 s~(-1)时,真应力-应变曲线存在明显不连续屈服现象,且屈服强度对压缩速率变化更敏感。随着压缩速率、压缩量增加,大变形区晶粒由等轴状变为细长纤维状,且两者增加越大,晶粒伸长程度越显著。室温小变形量条件,合金微观组织存在明显滑移和少量孪晶,位错滑移和孪生协调进行并促进合金室温变形;大变形量条件,滑移占据更多单个β晶粒并向周围β晶粒扩展,大量滑移将少量孪晶完全吞噬,位错滑移成为合金室温变形的唯一机制。     

钛及钛合金表面处理技术的应用及发展

目前,钛及钛合金在国民经济和国防工业上的应用越来越广泛,但钛及钛舍金也存在一些固有的缺陷,为了进一步提高和改善其使用特性,需要对其进行表面处理。介绍了一些对钛及钛合金行之有效的先进表面处理技术,如化学处理、阳极氧化处理、化学镀及电镀、微弧氧化、电泳沉积和纳米电沉积等,并对其应用加以讨论和评述。这些表面处理方法大大扩展了钛及钛合金的应用领域,促进了钛及钛舍金在各行业领域的应用。     

铸钛合金组合零件的阳极氧化工艺研究

针对铸钛合金材料和焊接组合件的特点,优化铸钛合金组合零件的阳极氧化工艺。在普通钛合金阳极化工艺的基础上,采用正交试验优化了氧化时间、氧化溶液温度、氧化最终电压、氧化前处理酸腐蚀时间等工艺参数。验证试验及试生产结果表明,优化的工艺条件能够满足产品的质量要求。     

铸造钛合金管坯的旋压成形及性能研究

研究了某铸造钛合金管件的旋压成形工艺,探讨了该钛合金热旋压过程常见缺陷产生的原因,对旋压件组织和力学性能进行了分析.结果表明:该铸造钛合金在一定的旋压条件下具有较好的可旋性,旋压后铸态晶粒被压扁拉长,形成明显的纤维组织,减薄率超过72＆时,铸态组织基本消除.旋压后材料强度和塑性指标均有所提高.     

钛及钛合金渗硼技术的发展

介绍了近年来研发的提高钛及钛合金表面硬度和耐磨性的渗硼方法,包括气体渗硼、液体渗硼、固体渗硼、膏剂渗硼和等离子渗硼等。讨论了上述渗硼方法所获得的渗层的显微结构和性能及其应用范围。比较了各种渗硼方法的特点。展望了钛合金渗硼技术的发展和应用前景。     

ZTA15铸造钛合金材料的性能与应用

研究了ZTA15铸造钛合金材料在不同状态下的微观组织及室温力学性能,并对热等静压和退火状态的常温性能进行了分析。经试验及某航空结构件实际应用结果表明,ZTA15钛合金铸件性能稳定,完全满足技术条件及使用要求。