德科学家"软化"钛合金

钛合金强度大、重量轻、耐热性能好 ,适用于船只、汽车、航空航天工业 ,被视为未来材料。但钛合金的加工难度极大 ,如加工一个船用涡轮压缩机轮需要 5 0h ,而用铝合金加工同样的部件仅需 5h。德国不伦瑞克大学的材料科学家对材料金属结构进行研究 ,采用一种专门的热处理方法 ,将氢原子渗入材料 ,掺氢的钛合金相对软化。对软化的钛合金进行切削加工证明 ,这时加工设备所承受的机械和热负载明显降低 ,切削力仅为过去的 5 0 % ,大大降低了加工成本。加工后 ,再经专门的热处理工序 ,材料的特性则恢复到原来状态。该方法非常适用于大批量钛合金铸…     

钛合金冷切削加工实践研究

钛合金属于机械加工行业典型的难加工材料之一,为有效提高钛合金的冷切削加工性能,对钛合金冷切削加工进行长期的实践加工探索。分析钛合金冷切削加工方式车削、磨削、钻削、铰削和攻丝的加工过程,总结给出各种冷切削加工方式的刀具材料、刀具参数和切削用量的具体推荐数值。钛合金冷切削加工参数推荐值,可为钛合金材料的实际冷切削加工应用提供有用借鉴和必要的参考。     

Ti8LC钛合金材料切削过程的有限元仿真及性能试验

钛合金材料的各种特点决定了其难切削的加工性能,针对一种低成本钛合金Ti8LC材料进行了切削加工性能的试验研究.运用有限元法,再现了钛合金切削加工过程,得出了切削参数对主切削力及进给抗力的影响规律,结果表明,随着切削深度的增加,主切削力和进给抗力均有大幅增长,而进给量对切削力的影响不大.而通过进一步的切削加工试验,分析了不同切削速度、进给速度、进给量等工艺参数对钛合金切削加工时的主切削力、进给抗力等的影响,结果表明,由于实际切削中的刀具磨损问题,切削力较仿真切削力大许多.因此,采用目前的涂层硬质合金刀具,该钛合金材料的切削速度应在( 120～160) m·min-1,否则将引起剧烈的刀具磨损而使切削力陡然增加.     

高性能钛合金先进成形技术研究现状

主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点,及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展.热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺,利用高温下钛合金塑性变形软化的特征,能够实现复杂钛合金零件的成形.脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用,其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景.     

钛的车削加工探索

组合模型首次采用钛合金，针对钛合金材料加工难点，进行了车削加工方法的试验研究，优选出工艺方案，为今后广泛使用钛合金制作组合模型零部件提供了设计制造依据。     

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。     

实验和模拟方法研究Ti-10V-2Fe-3V合金在β单相区加工过程中的动态再结晶

<正>钛合金具有低密度、高比强度、优良的抗腐蚀性和高温力学性能,作为结构材料广泛应用于航空、航天等领域。通常采用热机械方式对钛合金进行加工,通过调控合金的显微组织来获得应用所需的综合力学性能,进而延长材料的服役寿命。一般来讲,根据加工温度范围的不同,钛合金的热加工方式分为两种:α+β两相区加工和β单相区加工。在α+β两相区加工的钛合金具有等轴组织,即等轴的α相分布在β基体上,该组织特征的合金具有较高的塑     

TC4钛合金材料的切削变形模拟及试验研究

针对钛合金材料难以加工切削的特点,以常用钛合金TC4为对象进行了切削变形模拟及试验研究。运用有限元法,再现了钛合金切削变形过程和切屑的形成机理。模拟仿真表明,在刀尖附近的材料由于高温、高应力状态形成了软化区,切屑根部发生热塑性失稳,使切屑上部被挤裂而下部仍旧相连,呈锯齿状。快速落刀试验表明,材料于刀尖附近的变形程度和温度较高,切屑发生集中剪切滑移,呈明显锯齿状,而原纵横交错分布的网篮状组织变成了沿切削方向的条纹状,并在切屑根部扫描组织中还观察到细小的微裂纹,切屑形态与仿真结果基本相同。     

新日铁住金自产钛合金用于航空发动机

正日本最大钢企新日铁住金宣布,与法国航空发动机制造商斯奈克玛达成了协议,将向后者供应航空发动机用钛合金方坯,新日铁住金将首次使用自产钛合金铸锭进行航空发动机用钛合金方坯加工。近年来,新日铁住金钛材料业务部门加大力度向航空工业领域拓展,这次的订单有助于其今后在航空领域的进一步发展。此前,新日铁住金获得的钛合金方坯订单中,方坯加工使用的钛合金铸锭由外部采购得到,经过在大阪的工厂     

超声波对Ti-6AI-4V合金电火花加工特性的影响

钛合金是比强度高、耐蚀性、耐热性具佳的轻金属材料。在航空、汽车、深海潜水艇、生物体用材等方面有广泛应用。 然而,钛合金的导热率仅为铜的六十分之一,切削加工时易产生热量集中,导致工具磨损加剧,是典型的难切削加工材。 电火花加工时,工具电极与被加工物体不接触,故对材料的机械性能几乎没有影响。可作为难切削加工材料钛合金的加工     

钛合金薄壁零件的数控车削加工工艺研究

在进行实际生产的时候,常会碰到一系列类型不同且需要加工的钛合金薄壁零件,由于其结构紧凑、质量较轻、结构小、材料省,所以在各行业得到有效运用。提高钛合金薄壁零件的加工精度,确保其质量要求,是当下急需要处理的问题。本文对钛合金薄壁零件的数控车削加工工艺进行了详细地分析与探究。     

Ti-5553合金车削加工性能研究

Ti-5553(Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe)合金具有优异的综合力学性能,正逐步替代TC4(Ti-6Al-4V)钛合金成为高强度航空用工件的制备材料。然而,由于Ti-5553合金机械加工效率低,一定程度上制约了其在航空领域的大规模应用。为此,对Ti-5553合金与TC4钛合金的车削加工性能参数进行了探索,发现在相同的切削速度下,Ti-5553合金的主切削力和吃刀抗力均高于TC4钛合金,且最高切削速度仅为50 m/min。此外,两种合金在切削过程中均会与车刀发生扩散反应,而Ti-5553合金对刀具的磨损更为严重。相信本研究将为后期优化Ti-5553合金的车削加工参数、提高其加工效率提供有利的实验数据支持。     

低成本钛合金在车辆上的工程应用研究

随着钛合金在航空航天等领域的用量不断提升,昂贵的加工和使用成本已经成为制约其扩大应用的主要障碍,迫切需要发展低成本钛合金材料及其加工技术,因此钛合金低成本化以及钛合金材料成形的低成本化已成为国内外钛工业领域研究的重要方向。本文通过添加100%返回料的方式,成功制备了化学成分合格的Ti-Al-V系低成本钛合金铸锭,并采用短流程轧制技术制备了各种规格的板材,分析了轧制过程中Ti-Al-V系低成本钛合金的组织性能演变过程,研制的各规格板材通过了某车辆炮塔体的考核试验。同时采用短流程锻造加工技术,研制了低成本高性能钛合金平衡肘锻件,其显微组织和力学性能均能满足技术标准要求,通过了某车辆的跑车考核试验。     

提高钛合金成材率的途径

从钛合金生产的熔炼、铸造、成型、轧制加工等工艺阐述了提高钛合金成材率的途径，以期对推广钛合金材料的应用有所帮助。     

TC4钛合金基于Voce方程的稳定流变本构模型研究

提出了一种包含流变软化的本构的构建方法。通过采用圆柱体试样的热压缩模拟试验,在塑性应变速率为0.1 s-1和20 s-1之间时,观察到TC4钛合金在750～950℃范围内均存在流变应力随着塑性应变降低的流变软化现象。采用双Voce方程对试验数据拟合得到了大塑性变形条件下的稳定流变应力。采用LevenbergMarquardt非线性拟合算法得到了TC4钛合金包含流变软化的本构方程。并且发现Levenberg-Marquardt非线性拟合算法求得的本构方程参数比线性拟合误差更小。结果表明文中提出的流变应力计算方法规避了变形不稳定区域对特征变形抗力判断的干扰,得到了符合指数函数的材料高温稳定流变本构模型,在新型金属材料热加工工艺开发中具有较强的应用价值。     

钛合金在航空产业中的应用及加工方法（连载I）

钛合金作为航空用材料主要用于制造机体结构件和发动机压缩机部件,且随着材料技术的进步,其应用范围逐步扩大。作者分3回围绕钛合金在航空发动机上的应用,介绍了钛合金的适用部件、钛的特性、加工注意事项以及加工和检验技术,其中,加工和检验技术按素形材加工、减厚加工、塑性加工、焊接加工、表面改性、热处理加工、无损检验等分别加以叙述。     

快速落刀试验及有限元仿真分析Ti-6Al-4V合金锯齿状切屑特性

形成锯齿状切屑是钛合金加工的主要特征之一,也是进行钛合金切削机理研究的关键。首先设计并进行快速落刀试验,分析不同切削速度下锯齿状切屑的形成特点与变化规律;为获得锯齿状切屑内部的物理力学性能参数,对Ti-6Al-4V钛合金切削加工进行有限元仿真分析,揭示锯齿状切屑的形成对切削力的影响及切屑形成时剪切区与材料堆积区的温度变化规律,为揭示钛合金加工的内在本质及实现钛合金高速高效加工提供支持。     

钛及钛合金剧烈塑性变形研究进展

剧烈塑性变形(SPD)是制备超细晶材料的重要技术手段。基于国内外在钛及钛合金剧烈塑性变形领域所取得的成果,介绍了等通道转角挤压、搅拌摩擦加工、高压扭转、累积叠轧和多向锻造5种典型的剧烈塑性变形技术的基本原理和研究进展,探讨分析了剧烈塑性变形对钛及钛合金组织演变和力学性能的影响。指出了目前钛及钛合金剧烈塑性变形技术所存在的问题,并对今后的发展进行了展望。     

飞机用钛合金结构件高效精密加工技术

钛合金具有密度小、力学性能优良、耐腐蚀等优点,被越来越多的应用在现代新型运输机及客机的机体结构及发动机上。但钛合金也同时存在难切削、加工效率低、加工过程中应力变形大、加工精度难以保证等缺点,传统的加工方法已无法满足飞机工业对钛合金结构件的需求。为此,对可适用于加工飞机用钛合金结构件的高效精密加工技术进行了概述,指出通过采用小切深、大进给的高速铣削技术,大切深、小进给的强力切削技术以及插铣粗加工技术可以提高钛合金结构件的加工效率;在制造钛合金悬臂梁结构件及加工结构件上的定位孔时,采用高效精密加工技术可以提高结构件型面及孔的精度,从而提高产品质量,缩短加工周期,降低飞机制造成本。     

CFRP/Ti-6V-4V合金叠层材料的钻孔加工

碳纤维增强复合材料具有轻质高强等优点,近年来在航空航天领域多有应用。钛合金具有强度高、密度低、耐热性好等优良性能。在航空制造领域,往往将CFRP和Ti-6V-4V合金叠加在一起使用,而二者需用螺栓连接,因此就需要钻孔加工,而这种材料钻孔加工的研究报告极少。为此采用超硬钻头对CFRP和Ti-6V-4V合金的叠层材料进行了钻孔加工,研究切削条件、刀具涂膜种类与刀具磨损的关