2024, 41(2):1-5.
摘要:采用剛塑性有限元方法和DEFORM-2D軟件對TC4鈦合金鼓筒鍛件鍛造過程和等軸初生α相的分布情況進(jìn)行數(shù)值模擬,比較對擊錘鍛造和液壓機(jī)鍛造2種工藝下的溫度場及應(yīng)變分布情況。模擬結(jié)果表明:對擊錘鍛造易產(chǎn)生類似切削的缺陷,通過設(shè)計合適的坯料內(nèi)側(cè)傾角可以顯著改善缺陷形成;液壓機(jī)鍛造成形后的鍛件溫度分布、應(yīng)變分布和組織均較為均勻,不易產(chǎn)生鍛造缺陷,是TC4鈦合金鼓筒鍛件成形的較優(yōu)方式。液壓機(jī)鍛造的TC4鈦合金鍛件中等軸初生α相含量由心部到邊緣逐漸增大,經(jīng)組織驗(yàn)證,其等軸初生α相分布基本符合模擬云圖。
2024, 41(2):6-10.
摘要:研究了不同熱處理工藝對Ti650合金板材組織演變及性能的影響。結(jié)果表明:Ti650合金板材對固溶溫度的變化較為敏感,隨著固溶溫度的升高,加劇了初生α相的溶解,次生α相尺寸更加細(xì)小,且交錯排列,增加了位錯運(yùn)動的阻力,板材強(qiáng)度升高,塑性降低。提高時效溫度,次生α相由細(xì)針狀長大粗化成為長片層狀或短片層狀,交錯排列成不同取向的集束,板材塑性大幅升高,強(qiáng)度略有降低。在時效溫度700℃、時效時間2.5~6 h條件下,時效時間對板材組織與性能的影響較小。固溶冷卻速率會影響次生α相的形核、析出和長大,降低冷卻速率,次生α相由彌散的細(xì)針狀長大成為短棒狀,細(xì)晶強(qiáng)化作用減弱,板材室溫強(qiáng)度降低,塑性提高。
2024, 41(2):11-16.
摘要:通過放電等離子燒結(jié)(SPS)制備ACNs(無定形碳納米顆粒)/Ti復(fù)合材料,并采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、光學(xué)顯微鏡以及電子萬能試驗(yàn)機(jī)對不同燒結(jié)溫度下ACNs/Ti復(fù)合材料的顯微組織、相組成及力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明,較低燒結(jié)溫度(800℃)下,未反應(yīng)的ACNs雖然會對復(fù)合材料的強(qiáng)度有所貢獻(xiàn),但其與基體的界面結(jié)合較弱,會導(dǎo)致復(fù)合材料塑性嚴(yán)重下降。較高燒結(jié)溫度(1000℃)下,與基體充分反應(yīng)的TiC顆粒過度生長后尺寸較大,這一現(xiàn)象會造成材料強(qiáng)度下降。當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃時,ACNs與Ti基體完全反應(yīng)生成TiC顆粒,這種細(xì)小彌散的TiC沿著基體顆粒周圍分布形成了準(zhǔn)連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),此時ACNs/Ti復(fù)合材料具有最佳的強(qiáng)塑性匹配,其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率分別為648.19 MPa、551.02 MPa、36.19%。
2024, 41(2):17-23.
摘要:采用鎢極氬弧焊(TIG)焊接雙態(tài)組織的Ti6321合金,對未焊接母材、近熱影響區(qū)母材、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)進(jìn)行顯微硬度及靜動態(tài)力學(xué)性能測試,并對焊接接頭動態(tài)壓縮前后的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:Ti6321合金經(jīng)TIG焊接后,熱影響區(qū)組織為等軸初生α相與β相+針狀馬氏體α'相構(gòu)成的近雙態(tài)組織;焊縫區(qū)為大塊α相與針狀馬氏體α'相構(gòu)成的網(wǎng)籃組織,且晶粒較為粗大。在顯微硬度與靜動態(tài)抗壓強(qiáng)度方面,焊接接頭熱影響區(qū)最高,母材與近熱影響區(qū)母材次之,焊縫區(qū)最低。母材、近熱影響區(qū)母材和熱影響區(qū)沖擊吸收功相近,焊縫區(qū)低于前三者。熱影響區(qū)因形成致密細(xì)小的針狀馬氏體α'相,其硬度與動態(tài)抗壓強(qiáng)度較高,變形協(xié)調(diào)能力弱,塑性較低。焊縫區(qū)粗大的晶粒使動態(tài)塑性與動態(tài)強(qiáng)度都較低。在2100~2900 s-1動態(tài)壓縮應(yīng)變率范圍內(nèi),母材、熱影響區(qū)與焊縫區(qū)隨著應(yīng)變率增大,發(fā)生了明顯的塑性變形。母材與熱影響區(qū)中的等軸α相由壓縮前分布均勻的橢球狀轉(zhuǎn)變?yōu)榉较虿灰坏拈L條狀,轉(zhuǎn)變程度隨著應(yīng)變率的增大而增大。
2024, 41(2):24-30.
摘要:采用楔形張開加載(WOL)試樣開展應(yīng)力腐蝕試驗(yàn),研究TC4鈦合金在3.5%NaCl溶液中的應(yīng)力腐蝕行為,分析應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)機(jī)理。結(jié)果表明,腐蝕24 h后,即可在試樣表面觀察到SCC裂紋。腐蝕30 d和75 d的試樣,SCC裂紋長度接近,且都明顯大于腐蝕15 d的試樣,說明15~30 d內(nèi)SCC擴(kuò)展終止。試樣的加載應(yīng)力越大,裂紋長度越長,隨著裂紋擴(kuò)展,應(yīng)力逐漸松弛,當(dāng)殘余KI值降低到38 MPa·m~(1/2)附近時,SCC擴(kuò)展終止。SCC擴(kuò)展是應(yīng)力和腐蝕耦合作用的過程,在SCC起始階段,應(yīng)力主導(dǎo)裂紋快速擴(kuò)展,斷口呈韌窩形貌。SCC中后階段,斷口呈解理形貌和鱗片狀花樣,鱗片邊緣存在鈦氧化物,推測是由于應(yīng)力松弛后的裂紋間歇性駐留和陽極溶解促進(jìn)的裂紋繼續(xù)擴(kuò)展反復(fù)交替作用形成的。
楊海瑛;趙亮;應(yīng)揚(yáng);曹祖涵;郭荻子;李磊;
2024, 41(2):31-34.
摘要:鈦合金彈簧替代鋼制彈簧應(yīng)用于機(jī)車懸架彈簧可以減重40%~60%,而且鈦合金彈簧具有良好的耐蝕性和阻尼特性,不僅能夠抵御惡劣環(huán)境的腐蝕,增加機(jī)車的行駛里程,還能增強(qiáng)機(jī)車的操控性和乘架的舒適性。通過賽車用懸架彈簧實(shí)例,詳細(xì)介紹TB9鈦合金彈簧的設(shè)計方法和制備過程。計算得到鈦合金懸架彈簧的螺旋角為9.45°,已經(jīng)超出彈簧設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)范圍,因此對公式進(jìn)行了修正。此外,還研究了溫度對TB9鈦合金彈簧剛度的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著溫度的上升,TB9鈦合金彈簧的剛度逐漸下降。
2024, 41(2):35-40.
摘要:通過有限元仿真軟件研究了單顆磨粒在切削TC4鈦合金過程中的摩擦行為及其對拋光加工的影響。利用Abaqus軟件建立了單顆磨粒切削TC4鈦合金過程中材料的塑性變形模型,并應(yīng)用迭代自適應(yīng)網(wǎng)格重劃分技術(shù),準(zhǔn)確模擬了不同摩擦系數(shù)下單顆磨粒切削TC4鈦合金表面時的接觸應(yīng)力分布和塑性變形,為優(yōu)化TC4鈦合金葉片拋光工藝提供了理論依據(jù)。研究表明,摩擦系數(shù)對切削深度和材料堆積率有影響,特別是在磨粒切出階段,摩擦系數(shù)的增加會顯著促進(jìn)材料在磨粒前端和兩側(cè)的堆積,故在實(shí)際拋光加工中應(yīng)合理控制摩擦系數(shù)。
2024, 41(2):41-48.
摘要:以2023年中國鈦精礦、海綿鈦、鈦錠、鈦加工材等主要鈦產(chǎn)品的產(chǎn)能、產(chǎn)量、應(yīng)用和進(jìn)出口量等數(shù)據(jù)為依據(jù),分析了中國鈦工業(yè)的整體情況,并對目前鈦行業(yè)存在的問題提出了相應(yīng)的建議。2023年,我國海綿鈦產(chǎn)量再創(chuàng)新高,達(dá)到21.8×104 t,鈦錠、鈦加工材產(chǎn)量繼續(xù)保持增長,但價格均出現(xiàn)回落。
2024, 41(2):30-30.
摘要:<正>2024年4月7日,陜西省發(fā)展和改革委員會官網(wǎng)發(fā)布了《陜西省培育千億級鈦及鈦合金產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群行動計劃》(以下簡稱計劃)的通知。計劃中指出,為貫徹落實(shí)《關(guān)于加快構(gòu)建具有陜西特色的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系推動高質(zhì)量發(fā)展的意見》《陜西省高水平推進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群建設(shè)加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力實(shí)施方案》,搶抓鈦及鈦合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇,加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力,不斷塑造高質(zhì)量發(fā)展新動能,結(jié)合陜西省實(shí)際,特制定了本行動計劃。
2024, 41(2):48-48.
摘要:<正>3月28—29日,中國鈦鋯材料及高端裝備發(fā)展高峰論壇暨鈦鋯產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用中心理事會一屆二次會議在洛陽成功舉辦。本次論壇由中國設(shè)備管理協(xié)會鈦鋯產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用中心主辦,中國船舶集團(tuán)有限公司第七二五研究所、中國船舶集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)委員會材料與工藝專業(yè)組、海洋腐蝕與防護(hù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)鈦及鈦合金材料技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心、
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