钛工业进展

 

本期栏目

研究与应用

  • 新型Ti-Al-Mo-Nb系低温钛合金电子束焊接头组织与性能研究

    李典;李婷;屈磊;赵北凯;孙花梅;辛社伟;

    研究了两种新型Ti-Al-Mo-Nb系低温钛合金A1（高Mo当量）及A2（低Mo当量）在电子束焊焊接态及退火态下接头的组织分布及力学性能。结果表明，Ti-Al-Mo-Nb系合金焊接态下热影响区表现为β等轴晶，焊缝区表现为向焊缝中心对接生长的单一β柱状晶及晶内亚晶，其中A1合金β晶粒呈现出{111}//ND、<110>//WD织构特征，A2合金β晶存在{111}//ND集中取向。经退火后组织构成仍以β相为主，仅A2合金β晶界处析出极少量α相，两种合金热影响区β等轴晶发生晶粒长大，焊缝区发生再结晶，晶粒取向分布均匀，织构特征消失，材料强度及塑性均得到提升，其中A1合金焊接系数达到0.99，获得了较好的焊缝-基体性能匹配。

    2025年04期 v.42 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K]

  • TC4钛合金丝材拉拔有限元模拟及组织性能研究

    石延鹏;魏芬绒;杨晓康;双翼翔;马伟;邹军涛;

    通过对TC4钛合金丝材拉拔过程进行有限元仿真模拟，采用优化后的工艺参数进行多道次拉拔实验，并测试TC4钛合金丝材的显微组织及织构，以及不同道次下的屈服强度和抗拉强度。通过有限元模拟仿真分析并结合实际生产得到TC4钛合金丝材的最优拉拔工艺参数。对拉拔前后的TC4钛合金丝材进行组织分析，表明总变形量越大，β晶粒球化越容易发生，且组织更加均匀。拉拔后丝材的极图最大密度值由7.38增加至13.44，同时出现明显的丝状织构特征。随着拉拔道次的增加，合金的伸长率从14.3%下降到11.7%，抗拉强度从1020 MPa升高至1113 MPa。

    2025年04期 v.42 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K]

  • 冷轧TA1钛带表面形貌演变分析

    韩盈;刘思涵;余伟;曹聪;

    钛带的表面状态一直是研究者重点关注的对象。为此，围绕TA1钛带冷轧后表面形貌的形成规律开展深入探究。通过观察不同轧制道次的TA1钛带表面形貌，发现喷丸处理形成的均匀凹坑，在后续轧制过程中数量不断减少，同时出现并逐渐凸显鳞片状形貌。在轧制过程中，工作轧辊表面的“凹陷犁沟”和“凸起微峰”会转印到钛带表面，“凸起微峰”轧平后形成鳞片状形貌，且轧制压下量越大，“凸起微峰”处折叠越严重。研究提出，减小后续道次压下率、改善润滑条件和降低工作辊表面粗糙度，能够有效改善鳞片状形貌，进而提升TA1钛带的表面质量，为优化TA1钛带冷轧工艺提供理论依据。

    2025年04期 v.42 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K]

  • 变形温度及热处理对TC18钛合金组织及性能的影响

    徐平安;冯浩明;王佳乐;陈宇;任晓龙;王涛;

    TC18钛合金具有高强高韧的特点，是高强钛合金工程化应用的主干合金。为此，研究了不同变形温度及热处理对TC18钛合金组织及性能的影响规律。结果表明，TC18钛合金在单相区锻造并在两相区热处理后得到网篮组织，具有较高的强度和韧性，兼具优异的断后伸长率，综合力学性能最优。经两相区锻造和两相区热处理后得到典型的双态组织，合金的塑性最好，但强度和冲击韧性较低。不论两相区还是单相区锻造，经过单相区时效之后均得到魏氏组织，α相的长径比较大。两相区退火的拉伸试样断口呈现出明显的塑性断裂，单相区退火的拉伸试样呈现出混合断裂模式。TC18钛合金组织中的等轴α相在变形时能激活多个滑移系，合金呈现出较好的塑性，而片层和短棒状的α相只能激活单一的滑移系，因而合金塑性较差。

    2025年04期 v.42 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2916K]

  • TA1纯钛基体热处理对阳极氧化膜层的影响

    夏亚锋;赵思雨;赵婧;罗艺琳;种阳;

    研究了TA1纯钛基体热处理对阳极氧化膜层的影响。通过对比不同热处理条件下，钛基体试样阳极氧化前后的宏观照片和微观形貌，得到了基体热处理对阳极氧化膜层性能、色彩的影响规律。结果表明，随着热处理次数的增加，基体表面形成的颗粒尺寸增大，粗糙度增加，阳极氧化时越易生成连续氧化膜，膜层厚度越大。基体表面颗粒尺寸和粗糙度对阳极氧化膜层色彩鲜亮度、均匀度影响较大，颜色分布与基体表面颗粒或片层状形貌及其大小、取向相关。此外，在热处理过程中，基体表面粗糙度增大，形成颗粒状或片层状结构，有利于高电压阳极氧化后形成锐钛矿相晶体结构。

    2025年04期 v.42 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K]

  • 浅谈高均匀性钛合金标准样品的制备

    赵燕茹;高慧贤;王康;朱静;李科;罗文忠;

    随着检测技术的发展，对高均匀性标准样品的需求日益增加。为此，介绍了高均匀性钛合金标准样品的制备方法，并以TB18钛合金标准样品为例，从原材料准备、铸锭熔炼、高温均匀化热处理、锻造及均匀性检验等研制工序进行探究，对比分析了不同熔炼方式（3次VAR、2次VAR+1次VIEML和2次VAR+1次VASR）、高温均匀化热处理及锻造规格对TB18钛合金标准样品均匀性的影响。归纳总结了各工序的控制关键点，以确保能够制备出高均匀性的钛合金标准样品。

    2025年04期 v.42 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]

  • Zr-Sn合金管材腐蚀白斑形成机理分析

    丁郁航;李宇力;高权;孙涛涛;周宣;张伟;

    核用Zr-Sn合金管材在400℃/10.3 MPa过热蒸汽腐蚀试验中，出现异常白色斑状腐蚀产物，样品的腐蚀增重曲线发生转折。对白斑区域和正常区域氧化膜的形貌、化学元素以及基体中第二相进行表征，分析腐蚀白斑的形成机理。研究发现，白斑区域氧化膜厚度明显大于正常区域，且白斑区域氧化膜结构较为疏松，存在大量的裂纹。白斑区域氧化膜内存在F元素残留，该元素与氧化膜中的Zr离子反应生成白色氟化锆（ZrF4），该腐蚀产物在氧化膜表面裂纹处聚集，形成可见白斑，导致样品腐蚀增重曲线出现明显拐点。Zr-Sn合金管材表面出现F元素的原因是酸洗后清洗不彻底，导致氢氟酸中的氟离子残留在管材表面。

    2025年04期 v.42 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2505K]

行业动态

研究简报

  • 一种兼具轻质高强与宽温超弹性的新型Ti-Al-Cr形状记忆合金

    罗莹 ;雷征;

    <正>面对深空探测、航空航天及超低温工程等领域对材料轻量化、宽温域超弹性与极端温度稳定性的三重需求，日本东北大学研究团队基于Ti-Al-Cr体系热力学设计，开发出成分为Ti-20Al-4.75Cr（原子分数，%）的新型形状记忆合金。通过电弧熔炼、热轧，结合多级循环热处理及快速淬火工艺，再经电火花加工，成功制备出具有特定取向的厘米级单晶Ti-20Al-4.75Cr合金试样。经测试，该合金展现出优异的综合性能，其密度低至4.36 g/cm3，室温临界应力达800 MPa，比强度高达185×103N·m/kg。此外，Ti-20Al-4.75Cr合金还具备出色的超弹性，可恢复应变达7.3%，与商用镍钛合金相当。其性能核心突破在于实现了4.2～400 K的超宽温域完全超弹性恢复，操作温窗跨度为396 K，达到传统镍钛合金的5倍。

    2025年04期 v.42 19页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]

专利信息

  • 冷镦紧固件用TC16钛合金及大单重盘圆丝材制备方法

    <正>申请号：CN202510585734.9申请日：2025-05-08公开(公告)日：2025-06-06公开(公告)号：CN120095001A申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明属于钛合金丝材轧制技术领域，具体涉及一种冷镦紧固件用TC16钛合金及大单重盘圆丝材制备方法。该TC16钛合金化学成分（质量分数）为：C≤0.008%,N≤0.005%,H≤0.005%,O≤0.06%,Si≤0.03%,Al3.0%～3.75%,V4.0%～4.8%,Mo 5.0%～5.4%,Fe≤0.02%，余量为Ti及不可避免的杂质。以本发明所涉及的TC16钛合金为原料，可以制备组织细小均匀、性能稳定的大单重盘圆丝材，且对该大单重盘圆丝材连续进行大变形冷镦不会产生开裂现象。

    2025年04期 v.42 26页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K]

综合评述

  • 高强结构钛合金制备技术特点分析与讨论

    周伟;辛社伟;王晓;钱融涛;闫康;杨海瑛;赵圣泽;侯红苗;

    高强β钛合金具有优异的比强度、良好的加工性能、深淬透性以及抗裂纹扩展能力，已成为航空领域轻量化结构材料的理想选材，可有效替代高强钢实现构件减重，是当前航空材料的研究热点。为此，系统梳理了高强结构钛合金的成分设计原则、锻造加工特点及典型热处理工艺等关键制备技术的研究进展，以期为相关领域科研人员提供理论参考。

    2025年04期 v.42 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]
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