Abstract:

研究了高强韧Ti-1300G合金经不同工艺热处理后的微观组织与力学性能。结果表明，经过锻造后的Ti-1300G合金原始组织为双态组织，仅含有α相与β相。热处理后合金组织仍由α+β相组成，并含有大量片层与等轴α相。随着固溶温度的升高，合金强度变化不大，塑性逐渐降低；随着固溶时间的延长，强度逐渐增大，塑性逐渐减小，α相逐渐倾向于细小片层和等轴状；提高时效温度会导致次生α相粗化，合金强度降低，塑性增大；随着时效时间的延长，合金强度先增大后减小，塑性逐渐增大。经750℃/1 h/FC+490℃/6 h/AC+400℃/4 h/AC热处理后，Ti-1300G合金抗拉强度超过1300 MPa，断后伸长率达到12.2%，冲击吸收能量达到26.40 J，强度、塑性和韧性实现良好匹配。

Abstract:

利用添加返回料方式制备低成本的Ti6411合金板材和Ti52合金管材，研究了两种合金在不同应力水平下的压缩蠕变行为，对比分析了抗蠕变性能及蠕变变形机制。采用幂函数对蠕变曲线进行拟合，得到Ti6411合金的蠕变指数α为0.135,Ti52合金的蠕变指数α为0.170，强度较高的Ti6411合金抗蠕变性能优于Ti52合金。利用透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析蠕变变形机制，发现压缩蠕变过程中位错主要产生在片状α相上，随着应力水平的增加，片状α相上的位错密度逐渐增加，Ti6411合金激活的柱面滑移越来越多，Ti52合金激活的基面滑移越来越多。

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对高强亚稳β钛合金RT1400进行了固溶+时效处理，研究了时效时间对合金显微组织演变、力学性能及耐磨性能的影响规律。结果表明，当时效时间从2 h延长至6 h，抗拉强度、屈服强度及硬度均呈现先升高后降低的趋势，而断后伸长率则表现出相反的变化趋势。经固溶+时效处理后，β基体中均匀弥散析出细小的针状次生α相，且随着时效时间延长，次生α相的间距呈现先减小后增大的变化趋势。当热处理制度为740℃/1 h/WC+480℃/4 h/AC时，RT1400钛合金获得最佳的性能匹配，抗拉强度达1612 MPa，洛氏硬度为43.08 HRC，摩擦系数为0.358，磨损率为3.55×10~(-4) mm3/(N·m)，磨损机制以黏着磨损为主。当时效时间为2 h或6 h时，磨损机制转变为黏着磨损与磨粒磨损。

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研究了固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高，等轴α相含量降低，合金强度先升高后降低；随着固溶后冷却速度的加快，组织中等轴α相含量减少，细片层状β转变组织含量增加，合金强度明显提升。经不同温度时效处理后，合金组织均由等轴α相和β转变组织组成，且随着时效温度的升高，次生α相粗化，合金强度明显下降，塑性略有增大。综合考虑，TC30钛合金轧制棒材经900℃/1 h/WC+550℃/8 h/AC热处理后可获得强度与塑性的较佳匹配。

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对Ti65合金锻件进行固溶+时效处理，研究了固溶冷却方式对合金显微组织、室温拉伸性能以及650℃下拉伸、蠕变和持久性能的影响。结果表明，Ti65合金锻件固溶处理时分别以风冷和油冷的方式冷却，形成了厚度不一的片层状次生α相，显微组织均为等轴状初生α相和β转变组织组成的双态组织。Ti65合金锻件中存在的片层状次生α相的厚度与力学性能有直接关系，随着冷却速率的提高，片层状次生α相的厚度显著减小，室温强度提高、塑性下降，650℃拉伸、蠕变和持久性能均增强。

Abstract:

基于分子动力学模拟方法，探究以TiN为扩散介质时，N原子在α-Ti基体中的扩散行为。分析温度对N原子扩散速率、扩散路径及扩散产物结构的调控机制。通过原子运动轨迹重构与空间分布统计，直观呈现N在Ti基体中的扩散迁移路径；利用径向分布函数和原子数密度分布分析，表征扩散产物的短程有序结构及浓度梯度演变，明确温度对N扩散行为的影响。结果表明：扩散过程中TiN/Ti界面处的N首先开动，Ti-N键断裂；扩散产物以α-Ti间隙固溶体为主，另有少量Ti_3N、Ti_2N化合物；扩散行为主要发生在1200 K以上，且随着温度的升高N扩散速率呈指数级增加，900 K以下时仅有少量N扩散到α-Ti结构间隙中，TiN结构相对稳定；1200 K时N的扩散系数为2.5×10~(-12) m~2·s~(-1),N在TiN/Ti界面处的扩散激活能为0.39 eV。钛材生产过程中，将加工温度控制在900 K以下可有效抑制TiN夹杂中N扩散造成的影响。

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氢能应用的核心在于储氢技术。在众多储氢材料中，TiFe基储氢合金因成本低，在常温和较低氢压条件下表现出优异的储氢性能，被认为是最具潜力的储氢候选材料之一。然而，该合金对环境要求苛刻，极易与空气中的O_2和H_2O等发生反应而被毒化，需经过多次活化处理后才能吸(放)氢，增加了制备成本，严重阻碍了其发展与应用。为此，综述了TiFe基储氢合金设计优化及性能改进方法的技术特点和研究现状，包括应用第一性原理密度泛函理论进行合金设计与优化，利用机械球磨、冷轧及高压扭转、元素部分置换或替换等方法提升合金的储氢性能；展望了TiFe基储氢合金未来的发展方向，以期推动该合金在绿色储能电池领域的应用。

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<正>钛合金凭借其高比强度与良好的耐腐蚀性，在海洋工程领域展现出广阔的应用前景。然而，在海水环境中，TC4、NiTi等传统钛合金表面钝化膜在较低阳极电位下易发生破裂，引发点蚀，并可能演化为应力腐蚀开裂。为此，针对高浓度氯离子环境中钛合金因表面钝化膜局部失效所导致的点蚀及应力腐蚀开裂问题，通过材料组分与结构设计，成功制备出一种新型海洋工程用耐蚀钛合金，实现了钛合金电化学稳定性与机械性能的协同提升。

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<正>申请号：CN202311183326.8申请日：2023-09-14公开(公告)日：2025-11-18公开(公告)号：CN117070870B申请(专利权)人：西北有色金属研究院摘要：本发明公开了一种基于α"马氏体逆相变制备全β相细晶/超细晶钛合金的方法，主要过程包括：(1)室温下将块状亚稳β钛合金初次轧制，得到预变形钛合金；(2)初次短时退火热处理；(3)室温下二次轧制；(4)二次短时退火热处理，得到细晶/超细晶钛合金。