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    研究与应用
  • Al元素对Ti-Al合金固溶体硬度和室温拉伸性能的影响及其定量建模研究

    吴欢;林成;尹桂丽;葛鹏;曾卫东;熊年华;

    2024,41(6):1-6

    关键词: Ti-xAl合金;固溶体;强度;硬度;统计;定量计算

    Abstract:

    采用统计拟合法和合金价电子理论计算法研究了Al元素含量对Ti-xAl(x=1、4、6、8,w/%)合金固溶体力学性能的影响。结果表明,随着Al元素含量的增加,Ti-xAl合金硬度和强度均呈现抛物线向上增加的趋势。基于合金价电子理论计算了合金价电子结构参数,建立了Al元素含量对Ti-x Al合金硬度及抗拉强度影响的定量计算关系模型。显微硬度、抗拉强度理论计算值与实验值的误差平均值分别为4.9631%、6.3520%,二者吻合较好。

  • 微观组织对TC29钛合金强度及塑韧性的影响

    李思兰;李倩;张思远;毛成亮;张冰洁;贾蔚菊;

    2024,41(6):7-14

    关键词: TC29钛合金;微观组织;强度;冲击韧;断裂韧性

    Abstract:

    在两相区及单相区分别对TC29钛合金进行变形处理,再通过退火和固溶时效2种不同制度进行热处理,研究不同工艺及微观组织对TC29钛合金强度及塑韧性的影响。结果表明:合金经两相区变形,再经退火或固溶时效处理后,呈现典型的双态组织形貌。两相区变形再经850℃固溶及时效处理后,基体中微米尺度的次生α相消失,同时析出大量纳米尺度的次生α相。单相区变形再经固溶时效处理后主要为片层组织,基体中析出大量纳米尺度的次生α相。固溶时效处理的两相区变形试样,随固溶温度的升高,室温抗拉强度增大,最高可达1471MPa。退火处理的两相区变形试样的冲击韧度最大,可达58.8 J/cm~2。固溶时效处理的单相区变形试样的断裂韧度最高,达到73 MPa·m~(1/2)。两相区变形后的断裂韧度试样呈现出准解理状断口,断裂方式主要以脆性穿晶断裂为主,可见少量孔洞。单相区变形后的断裂韧度试样呈现解理及韧窝混合状断口,存在大量撕裂棱、孔洞及二次裂纹。

  • 热处理对挤压成形Ti6554合金棒材组织及力学性能的影响

    高章虎;史文;宋丽平;徐广胜;

    2024,41(6):15-19

    关键词: Ti6554合金;挤压棒材;热处理;显微组织;力学性能

    Abstract:

    通过金相组织分析、室温拉伸性能测试和断口形貌观察,对比研究了不同热处理工艺对小规格Ti6554合金挤压棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,低温固溶处理(780℃/1 h/AC)有助于Ti6554合金挤压棒材细化晶粒,而高温固溶处理(830℃/1 h/AC)能显著消除成分偏析,提高组织均匀性。固溶+时效处理能够提高材料的强度,但也会相应地降低其塑性。综合分析,Ti6554合金挤压棒材的最佳固溶+时效工艺为780℃/1 h/AC+480℃/8 h/AC。

  • Ti_(45.5)Nb_(45.5)Al_(4.5)Cr_(4.5)高熵合金微观结构和力学性能演化机制的研究

    陈振志;李欢;王军杰;刘静;陈咪;杨博海;

    2024,41(6):20-26

    关键词: 高熵合金;异质结构;力学性能;显微组织

    Abstract:

    采用真空自耗电弧炉制备了Ti_(45.5)Nb_(45.5)Al_(4.5)Cr_(4.5)轻质难熔高熵合金,并对其冷轧和退火热处理后的显微组织和力学性能进行了系统研究。铸态Ti_(45.5)Nb_(45.5)Al_(4.5)Cr_(4.5)高熵合金为晶粒尺寸较大的等轴晶结构,经冷轧及700℃退火后出现由晶粒拉长变形产生的变形带组织,800℃退火后变形带区域出现由大尺寸晶粒及细小再结晶晶粒构成的异质结构,而900℃退火后变形带区域发生完全再结晶,出现了富Nb相的偏析。合金经冷轧以及800℃退火后,强度和塑性同时提升,屈服强度和延伸率分别为823 MPa和14.64%,相比铸态分别提高了21.57%和119.82%。

  • 大截面TC4钛合金锻件缺陷形成机理研究

    范玉婷;郑友平;秦海旭;李京懋;

    2024,41(6):27-32

    关键词: TC4钛合金;锻件;孔洞缺陷;黑斑;偏析

    Abstract:

    在对某大截面TC4钛合金锻件进行超声波探伤时,发现存在不规则孔洞和黑斑缺陷,故对其进行了元素分析、微观组织观察、织构测试、微区成分分析以及硬度检测,研究了微观组织形态,分析了缺陷产生的原因。结果表明:孔洞缺陷附近Al、V、Fe元素出现有规律的波动,产生原因是铸锭冒口的残留,导致锻件内部出现孔洞;黑斑区晶粒粗大、内部应力较为集中、位错密度大、硬度也较高,是一种明显的冶金缺陷,其产生原因是微区化学成分不均匀,造成富α相元素(Al)的偏析。

  • 利用铝酸钠固化剂处理钛冶金熔盐氯化废渣研究

    曹兰兰;贺永东;刘洪贵;陈国洋;

    2024,41(6):33-38

    关键词: 熔盐氯化废渣;铝酸钠;固化反应;反应温度

    Abstract:

    为了有效回收利用钛冶金熔盐氯化废渣,以铝酸钠作为固化剂,提出了一种利用高温相变法从熔盐氯化废渣中脱除MgCl_2和CaCl_2的新工艺。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分别进行形貌观察、物相分析和成分测定,研究了固化剂添加量、反应温度对原料中钙镁固化效果的影响,并对高温转化尾渣的进一步处理进行了研究。结果表明,反应温度为900℃时,随着添加剂用量的增加,铝酸钙及铝酸镁难溶物大部分出现在中下层;原料与添加剂物质的量之比为1:1.5时,随着反应温度的增加,滤液中钙镁主要分布在下层。最终确定实验最佳处理条件为反应温度900℃,原料与铝酸钠固化剂的物质的量比为1:1.5。

  • 综合评述
  • 典型元素微合金化对钛合金组织与性能影响研究进展

    戴全春;王楠;戴国庆;

    2024,41(6):39-49

    关键词: 钛合金;微合金化;组织细化;增强增韧

    Abstract:

    随着现代装备朝着高性能、长寿命和高可靠性等方向不断发展,对钛合金材料的综合性能(强韧性、高温性能、抗蠕变性等)提出了越来越高的要求。因此,研究具有更加优异性能的钛合金材料是航空航天等关键领域的迫切需求。微合金化技术是通过引入微量的合金元素实现钛合金优化,现已成为一种能有效改善钛合金性能的合金设计策略。为此,阐述了微合金化的技术原理,总结了包括α稳定元素、β稳定元素(同晶型、共析型)、中性元素在内的不同合金化元素分类,探讨了常见微合金化元素对钛合金微观组织和综合性能的具体影响,并展望了微合金化技术的发展方向,旨在为钛合金创新设计与先进制造提供新的研究思路和理论基础。

  • 行业动态
  • 钛铁合金储氢可有效降低成本

    2024,41(6):14-14

    关键词:

    Abstract:

    <正>据塔斯社最新报道,俄罗斯托木斯克理工大学研究人员研究出一种金属氢化物储氢新技术。该技术使用钛铁合金作为储氢材料,在反复吸放氢数千次后效率仅降低5%~10%,成本仅为同类产品的三分之一。压缩储氢是目前最常用的储氢方法,高压对存储运输过程中的安全措施提出了更高的要求。相比之下,金属氢化物储氢可显著降低压力、缩小设备体积,各国已普遍使用金属氢化物作为可重复使用的固定式储氢设备的储氢材料。

  • 专利信息
  • 一种高均匀伸长率3D打印钛合金及其制备方法

    2024,41(6):26-26

    关键词:

    Abstract:

    <正>申请号:CN202410708904.3申请日:2024-06-03公开(公告)日:2024-09-27公开(公告)号:CN118699397A申请(专利权)人:西北工业大学摘要:本发明公开了一种高均匀伸长率3D打印钛合金及其制备方法,属于钛合金制备领域。按照Fe3.0%~6.0%、O0.25%~0.65%和余量为Ti的质量百分比称取Ti、Fe和TiO_2,

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