• 2026年第5期文章目次
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    • >研究与应用
    • 固溶-时效工艺对Ti80合金强塑性匹配影响机制及屈服强度模型构建

      2026, 43(5):1-9.

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      摘要:Ti80近α钛合金兼具优异的冲击韧性和耐腐蚀性能,被广泛应用于海洋工程领域。以热轧态层状组织Ti80合金为研究对象,系统探讨了α+β两相区(910~970℃)固溶处理温度对固溶-时效态组织演变与力学性能的影响规律。结果表明,随着固溶温度从910℃升高至970℃,固溶-时效后合金的强度持续提升,而塑性呈现先升高后降低的趋势。合金的强化主要归因于次生α相(α_s)界面对位错的阻碍作用;随着固溶温度升高,α_s体积分数增加,相界面强化效果增强。在此基础上,构建了显微组织参数与屈服强度的相关性模型。此外,Ti80合金的塑性主要与初生α相(α_p)体积分数呈正相关,与α_p内位错密度呈负相关。

    • 热连轧工艺对TC16钛合金棒材组织与力学性能的影响

      2026, 43(5):10-16.

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      摘要:马氏体型TC16钛合金因优异的强塑性匹配、淬透性及冷镦成形性能,被广泛用作航空航天紧固件。针对该合金棒材成形工艺复杂、成本高,以及组织均匀性差和批次稳定性不足的问题,本研究设计了不同热连轧工艺,系统探究了TC16钛合金棒材在热轧态(R)、退火态(M)及固溶时效态(STA)下的显微组织与力学性能演变规律。结果表明,TC16钛合金热连轧过程对温度敏感,棒材不同部位变形量与温度分布的差异导致组织演变不同,且该组织差异无法通过后续热处理消除。随着轧制道次增加,初生α相含量降低,组织细化,不同部位组织差异减小。采用工艺Ⅳ制备的M态棒材组织均匀,具有较好的综合力学性能;经固溶时效处理后,其平均显微维氏硬度达360 HV,抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为1163 MPa、1072 MPa和16.3%。通过热连轧—退火—固溶时效工艺,最终制备出符合标准要求的紧固件用棒材。

    • 拉拔变形量对TC4钛合金丝材组织演变及力学性能的影响

      2026, 43(5):17-23.

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      摘要:以不同拉拔变形量(25%~70%)的TC4钛合金丝材为研究对象,系统表征其显微组织、织构演变规律,并揭示了组织–织构协同作用对室温力学性能及热顶锻性能的影响机制。结果表明:在25%~70%变形量区间内,TC4钛合金丝材呈现典型的两相区变形组织特征;变形量越大,平均晶粒尺寸越小,在70%变形量时平均晶粒尺寸为3.18μm。丝材横向平均晶粒尺寸略大于纵向,且头部晶粒尺寸略大于尾部。拉拔变形可诱导丝材形成以{0001}<0110>与{1010}<0001>为主的共存择优取向织构,该织构随变形量增加而强化,经788℃热处理后仍稳定存在。TC4钛合金丝材的抗拉强度和屈服强度随变形量增加而提升,断后伸长率基本不变,断面收缩率略有降低。丝材各项室温力学性能数据波动较小,整体性能稳定性较好。热顶锻试验表明,70%变形量为最佳工艺窗口,此时丝材呈现出更优异的热变形稳定性和塑性成形潜力,更适合后续紧固件产品的连续镦制。

    • 钛-钢复合中厚板非对称轧制的翘扣头控制

      2026, 43(5):24-27.

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      摘要:针对TA2/Q235B钛-钢爆炸复合板在3500 mm中厚板轧机首次轧制中出现的严重翘扣头及撞护板堆钢事故,系统分析了异种金属非对称轧制的变形行为。上层TA2纯钛与下层Q235B钢在变形抗力(90 MPa对200 MPa)和摩擦系数(0.14对0.4)方面的显著差异是产生翘扣头的根本原因;加热温度受界面化合物生成限制而无法提高、炉温均匀性差、轧制模型原为对称复合板设计、工作辊接近最小辊径且轧制线偏高等因素叠加加剧了翘扣头缺陷。通过重新设计专用轧制模型、改善炉温均匀性、调整轧制线与护板高度、采用低速小压下规程及辊速差控制等措施,形成了标准化轧制工艺。

    • 钛合金棒丝材冶金缺陷特征分析与预防技术研究

      2026, 43(5):28-34.

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      摘要:针对钛合金棒材、丝材在生产过程中出现的典型冶金缺陷,系统分析了偏析与夹杂的形成机制、微观特征及其对力学性能的影响。结果表明:钛合金常见冶金缺陷主要包括α偏析、β偏析、富钛偏析、高密度夹杂和低密度夹杂五大类;偏析源于成分分布不均,夹杂主要由海绵钛中杂质与电极焊接碎屑引入。上述缺陷会显著降低材料的强度、塑性及疲劳寿命,严重影响构件的服役安全性。最后从海绵钛筛选、铸锭熔炼工艺优化、全流程质量控制等方面提出了预防措施,可为提升钛合金棒丝材质量提供参考。

    • VAR法制备大规格低氧纯钛锭关键技术探讨

      2026, 43(5):35-40.

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      摘要:低氧纯钛锭是制备高性能钛合金的基础,将纯钛锭氧含量降至极低水平可显著提升材料的断裂韧性和塑性,在高端领域具有不可替代的战略价值。为此,分析了四氯化钛制备、海绵钛生产及纯钛锭熔炼全过程中氧杂质的来源,探讨了相应的控制方法。通过杂质来源分析与控制方法验证,阐明了生产过程中氧杂质的可控性,形成了稳定可靠的低氧纯钛锭成套制备技术。本研究对于提升四氯化钛、海绵钛及纯钛锭生产工艺水平具有一定的借鉴意义,可为相关领域的技术人员提供参考。

    • >综合评述
    • 钛合金深冷处理技术的发展与应用研究

      2026, 43(5):41-48.

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      摘要:钛合金具有比强度高、耐蚀性好以及耐高温等优良性能,广泛应用于高端制造领域。然而,随着高端装备对材料性能要求的日益提高,传统热处理工艺已难以满足提升钛合金性能的需求。深冷处理作为一种高效绿色的改性技术,成为钛合金性能调控的有效措施。为此,梳理了深冷处理技术的发展与应用,围绕晶粒尺寸变化、马氏体相变行为、残余应力场优化三个方面,阐述其调控钛合金性能的核心机理,总结深冷处理时间、循环次数、冷热处理顺序等工艺参数对钛合金性能的影响规律,介绍深冷复合工艺的最新研究进展,指出当前研究面临的瓶颈,旨在为钛合金深冷处理技术的后续研究与应用提供参考。

    • >行业动态
    • “钢-钛共线短流程制备高品质系列钛板带成套技术及应用”项目获2026年冶金科学技术奖特等奖

      2026, 43(5):40-40.

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      摘要:<正>按照《中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖奖励条例》及其《实施细则》规定,经严格评审,冶金科学技术奖奖励委员会决定对154个项目授予2026年中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖。其中,由宝武特种冶金有限公司、新疆湘润新材料科技有限公司、洛阳船舶材料研究所(中国船舶集团有限公司第七二五研究所)、宝山钢铁股份有限公司、上海交通大学、云南钛业股份有限公司、洛阳双瑞精铸钛业有限公司、宝钢德盛不锈钢有限公司、宁波宝新不锈钢有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司等10家单位联合攻关的“钢-钛共线短流程制备高品质系列钛板带成套技术及应用”项目,被授予冶金科学技术奖特等奖。

    • >研究简报
    • 纳米尺度α相赋予TC21钛合金优异强塑性

      2026, 43(5):34-34.

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      摘要:<正>传统钛合金通常存在延展性差且变形抗力高的问题,常温冷轧往往会导致开裂,而较低的加工温度又会导致再结晶不充分,从而形成不均匀的微观组织,严重制约了其在关键承力构件上的应用。因此,设计了温轧结合时效处理的新型热机械加工工艺路线,通过对所制备钛合金的微观组织及强化机制进行系统分析,揭示了纳米级α相、等轴状α相和β相在提升钛合金力学性能方面的协同作用机制。实验材料为100 mm×80 mm×50 mm的TC21钛合金锻态板坯,其名义成分为Ti-6Al-2Mo-2Nb-2Zr-2Sn-1Cr,实测化学成分符合GB/T 3620.1—2016标准要求。利用膨胀仪测得板坯的α+β→β相变温度约为(965±5)℃。先将板坯于930℃保温1 h,在二辊可逆轧机上经8道次热轧至5 mm厚,总压下率达93%,随后空冷至室温;再沿轧向切取80 mm×60 mm×5 mm样品,分别在500℃与600℃保温15 min后进行温轧,经6道次轧制(累计压下率为60%)后空冷,所得样品分别记为TC21-500与TC21-600。对TC21-600样品进行500℃/1 h/AC的时效处理,循环4次。

    • >专利信息
    • 一种提高耐650℃高温钛合金大规格厚板力学性能的热处理方法

      2026, 43(5):23-23.

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      摘要:<正>申请号:CN202611163669.1申请日:2026-08-03申请公布日:2026-10-02申请公布号:CN122856042A申请人:西北有色金属研究院摘要:本发明公开了一种提高耐650℃高温钛合金大规格厚板力学性能的热处理方法,包括以下步骤:(1)将大规格厚板直立放入加热炉内进行阶段性固溶,加热至第一温度并保温,从第一温度加热至第二温度并保温,再从第二温度加热至第三温度并保温,加热至第一温度、第二温度及第三温度的加热速率依次降低;

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