采用增材制造技术制备的钛合金的高温氧化行为研究进展

钛合金具有良好的力学和化学性能,在航空航天、生物医学和化工等领域得到了广泛应用.介绍了耐热钛合金的发展现状,采用传统工艺和增材制造技术制备的钛合金的抗氧化性能的研究现状,以及近年来对提高钛合金抗高温氧化性能的合金化和表面改性等技术手段的研究进展.展望了进一步改善采用增材制造技术制备的钛合金抗高温氧化性能的研究方向.     

钛合金的应用进展

对钛合金的制造技术和应用情况进行综述。概述了钛合金的铸造和粉末冶金技术。对钛合金在飞机机体、飞机发动机材料研究、叶片、武器装备、船舰及医学领域的应用进行了介绍。总结了目前存在的问题,提出降低钛合金成本和增强高温稳定性是钛合金发展的迫切要求。     

钛合金板翅式散热器钎焊的研究进展

我国在大尺寸、耐高压、大载荷、强振动、高温腐蚀等极端服役的高效钛合金换热器制造方面短板突出,目前钛合金板翅式散热器已经成为高端装备动力与环控系统核心部件,其制造方法主要为钎焊,本文主要从钎焊方法与设备、钎焊工艺技术、钛合金钎焊材料三个核心因素方面对目前国内外的相关理论知识与技术研究展开综合性分析评述。并指出了钛合金板翅式散热器钎焊目前尚存的问题与难题。围绕开发新设备、研制新钎料、研发新工艺这三个方面对未来钛合金板翅式散热器钎焊制造的发展进行展望。     

增材制造钛合金凝固晶粒调控研究进展

钛合金由于比强度高、耐腐蚀好、高温性能好等优异的性能而广泛应用于航空航天、船舶、核电等领域。增材制造技术为大型整体关键钛合金构件的短周期、低成本制造提供了变革性途径,但增材制造产生的粗大柱状晶组织导致了构件的各向异性,限制了合金性能的充分发挥。进行晶粒调控以消除各向异性、提高力学性能成为近些年的研究热点。本文简述了增材制造钛合金构件典型晶粒形貌及形成机制,阐述了国内外在增材制造钛合金晶粒调控方面的研究进展,包括工艺参数优化、微合金化改性与新合金成分设计、外加能量场、后续热处理、新型增材制造工艺和多种方法复合等,总结了各类方法的调控机理和调控效果,对增材制造钛合金凝固晶粒调控的未来发展提出了思考与展望。     

金属材料激光快速成形的研究进展

激光快速成形技术以其特有的技术优势,已经成为金属材料快速成形的研究热点.叙述了金属材料激光快速成形在国内外的发展概况,表明在国外激光快速成形金属材料在理论、工艺及制造方面已经取得了非常显著的成果,其制造的结构件已经在航空航天领域取得了重要应用,而该技术在国内仍处于理论研究和试制阶段；介绍了激光快速成形钛合金和高温合金的研究现状,表明国内对钛合金的激光快速成形已进行了较为系统的研究,取得了一些重要成果,制作了典型结构件,对高温合金,裂纹是其激光成形技术的关键问题；对激光快速成形的发展进行了展望.     

金属材料在航天领域的应用及其热处理工艺

航天技术发展推动着高性能金属材料的进步以及制造技术的发展.本文对几种高性能金属材料如铝合金、钛合金、高温合金、超高强度钢、金属间化合物、镁合金以及金属磁性材料在航天领域的应用及其热处理工艺进行了简要介绍.     

钛合金激光增材制造技术研究现状及展望

介绍了两种典型的钛合金激光增材制造技术的原理与特点,综述了钛合金激光增材制造技术的研究和应用现状。最后指出了钛合金激光增材制造技术中存在的一些问题,展望了其发展方向。     

难加工材料的特性及其应用前景

高温合金、钛合金、不锈钢、超高强度钢以及高温结构陶瓷等难加工材料，主要用于航空、航天、舰船、核电、石油化工、汽车和坦克等工业，随着材料科学和先进制造技术的发展，难加工材料有更广阔的应用前景。本文介绍了难加工材料的内涵、性能及应用前景。     

全国钛合金成形技术交流会将在上海召开

现代飞机已大量采用钛合金结构件 ,其中钛合金超塑成形 /扩散连接技术不仅用于制造口盖、舱门 ,而且用于制造飞机的前缘缝翼、鸭翼和减速板。我国先进的飞机也大量采用了钛合金薄壁结构。采用先进的成形技术制造的钛合金压力容器已经进入了批量生产阶段。我国在“九五”期间进行和完成了多种牌号的钛合金国产化及钛合金零部件的设计、研制和集成验证 ,取得了一批丰硕的成果。特别是钛合金的超塑成形、超塑成形 /扩散连接、热成形技术、钛合金阳极氧化和化铣技术 ,有了长足的发展。为提高我国钛合金成形技术水平、扩大钛合金结构的应用范围、…     

Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金的研究进展

对高温钛合金研究主要包括3个方面,一个是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的近α合金,一个是Ti-Al金属间化合物以及钛基复合材料。主要就Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α高温钛合金,从合金设计原则、各国主要的高温钛合金、600℃高温钛合金的特点、发展高温钛合金的问题及解决的途径、高温钛合金合金化探讨等5个方面进行了综述。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天色行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形／扩散连接（SPF／DB）技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形／扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

钛合金表面耐磨性能及抗氧化性能的研究现状

钛合金具有密度小、质量轻、比强度高、比刚度高、良好的耐腐蚀性和耐热性、塑韧性好以及优良的加工性等优点,广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、体育器械及生物医疗等众多领域。但钛合金摩擦系数大、易黏着、耐磨性能差、高温(700℃)条件下氧化严重、不易润滑等缺点,大大限制了钛合金的应用和发展。介绍激光熔覆、磁控溅射、离子注入等常见的钛合金表面改性技术的研究现状,指出各种改性技术对钛合金耐磨性能、高温抗氧化性能的改善效果,并探讨各种改性技术的优缺点。在此基础上提出综合提高钛合金耐磨性和高温抗氧化性的新思路并展望其发展前景。     

硅锰钼耐热球铁的研制

根据钛合金成形模具的技术要求,研制了一种高温力学性能较好的中硅锰钼球铁模具材料。通过选择合适的化学成分,适当提高锰的含量,并采用合理的孕育和热处理工艺,所获得的中硅锰钼球铁高温硬度比中硅钼球铁提高33%。采用酯硬化水玻璃砂消失模铸造工艺制造的钛合金成形模具,能满足600～800℃下成形的技术要求。     

Ti–4.5Al–6.5Mo–2Cr–2.6Nb-2Zr-1Sn钛合金的高温变形行为

超高强韧钛合金是制造超规格航空结构件的骨干材料。通过热模拟压缩实验研究了Ti-4.5Al-6.5Mo-2Cr-2.6Nb-2Zr-1Sn钛合金高温变形行为,采用临界条件动力学模型建立高温下动态再结晶体积分数预测模型。本研究取得的阶段性成果将为超大尺寸、复杂形状的关键结构件的集成制造提供理论支撑。     

钛合金石油管材的研究和应用进展

综述了国内外钛合金石油管材研究和应用现状,详细介绍了钛合金石油管材的成分、组织及机械性能;论述了钛合金石油管材在完井液或环空保护液、酸化液和生产工况环境中的抗均匀腐蚀、局部腐蚀、冲蚀、腐蚀疲劳及应力腐蚀开裂(SCC)性能;同时介绍了钛合金石油管材制造工艺和应用状况。指出了国内研制开发钛合金石油管材与国外的差距,以及其在国内外高压高温油气田的应用前景和发展方向。     

高温环境下钛合金拉伸损伤声发射试验

针对高温环境钛合金损伤在役监测需要,提出了采用声发射技术对其进行实时动态监测。通过模拟真实机匣内高温环境,对TA15钛合金进行高温拉伸损伤力学声发射监测试验。确定了钛合金为波导杆的材料,将焊接了波导杆的钛合金试件进行不同拉伸速率下的高温拉伸试验。试验结果表明,不同温度下TA15钛合金的力学性能呈现有规律的变化,声发射技术可以成功地监测和表征钛合金的损伤演变,计数能够明显地反映出高温下拉伸试验的不同力学阶段。     

高压高温处理对TC4钛合金微观力学性能的影响

通过对TC4钛合金进行高压高温处理,利用纳米压痕技术测试了高压高温处理前后TC4钛合金微观力学性能,借助光学显微镜和透射电镜对其组织进行分析,探讨了高压高温处理对TC4钛合金微观力学性能的影响。结果表明：高压高温处理能增大TC4钛合金的硬度、弹性模量和硬弹比,减小其蠕变速率,其原因主要是高压高温处理能细化TC4钛合金组织,增大合金内部的位错密度。     

TC系列钛合金锻造及组织性能调控工艺研究进展

TC系列钛合金是航空航天飞机关键零部件制造的重要材料。主要综述了近年来笔者团队在TC系列典型钛合金的高温流变行为与本构描述、热变形的微观组织/织构演变规律、热加工工艺窗口的优化及微观组织的调优技术方面的研究进展。结果表明:初始组织对TC系列钛合金流变行为及变形机制的影响显著;TC系列钛合金的高温流变行为表征模型主要有唯象学本构模型、基于物理机制本构模型和机器学习模型;双道次热压缩能够提高TC系列钛合金的α相球化率和β相再结晶程度;通过优化TC系列钛合金的热成形加工工艺,能够有效地避免变形出现流动失稳与成形缺陷;TC系列钛合金热成形过程中微观组织演变的多尺度模拟、热成形-固溶处理-时效处理对组织性能的综合影响机制及规律有待深入研究。     

钛合金熔炼技术的进展

钛及钛合金具有密度低、比强度高、高温性能好及耐腐蚀性能好等优点,逐渐成为一种优异的航空航天结构材料.本文概述了钛合金熔炼技术的发展现状.     

激光成形制备生物医用钛合金材料研究进展

激光成形制造技术是在快速原型技术的基础上结合激光加工技术发展起来的一项高新制造技术.它能够通过不同的加工方式调整结构及功能零件的性能,满足复杂致密或者多孔钛合金生物医用材料的成形需求,实现医用钛合金零件的个性化设计和制备,因此在医用钛合金人工肢体和植入体领域方面具有巨大的应用潜力.目前在制备生物医用钛合金材料领域研究较多的激光成形制造技术主要有激光立体成形和选择性激光烧结/熔化.本文综述了这两种激光成形制造在生物医用钛及钛合金制备方面的应用情况和研究现状,并指出了该领域未来的发展趋势.