钛合金快速凝固技术及其研究现状
钛合金增材制造技术研究现状及发展趋势
钛合金增材制造技术研究现状及发展趋势摘要：增材制造技术成型原理是通过计算机中生成部件的三维CAD模型，根据模型的尺寸数据采用激光、电弧等热源将原材料逐层堆积起来形成立体部件的技术，该技术的优点是工艺简单、生产成本低、适用范围广。
为抢占该技术的战略制高点，美国、欧盟、日本等国家相继出台相关政策扶持，有效促进了该技术的向前发展，中国、俄罗斯、新加坡等国也紧随其后，成立相关研究机构。
文中简要介绍了增材制造技术国内外发展团队及领头企业，综述了钛合金增材制造技术的发展现状，重点从钛合金成型工艺的优势及不足等方面分析研究了新进展，探讨了钛合金增材制造技术所面临的不足以及未来发展方向。
一、增材制造行业发展现状1.1 国外发展概况为抢占增材制造这一技术及产业发展的战略制高点，美国、日本、欧盟等主要国家和地区纷纷将增材制造列为未来优先发展方向，制定了发展规划及扶持政策。
美国增材制造研究所是该国制造业创新驱动下的第 1家研究所；德国、英国、澳大利亚、韩国等在各自的科技战略中，不约而同将增材制造作为突破的技术方向之一，有的还出台了相关的技术发展路线图；俄罗斯和新加坡等通过发布研究计划，支持包括增材制造在内的新型制造技术的发展。
1.2 国内发展现状我国增材制造起步于上个世纪90年代，代表性研究机构主要有西安交通大学、北京航空航天大学、西北工业大学、华中科技大学等，在国家和地方政府的支持下，在21世纪初期，部分科研院所就已初步实现了产业化，取得重大进展。
随后国内许多高校和研究机构也开展了相关研究，到2000 年初步实现了设备产业化，并接近国外产品水平，改变了该类设备早期依赖进口的局面。
在国家和地方的支持下，全国建立了20 多个服务中心，设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业，推动了我国制造技术的发展。
但是，我国3D 打印技术主要应用在工业领域，没有在消费品领域形成市场；在产业化技术发展和应用方面落后于美国和欧洲；在技术研发方面，我国增材制造装备的部分技术水平与国外先进水平相当，但在关键器件、成形材料、智能化控制和应用范围等方面较为落后。
先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述
先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述摘要本文对钛合金产业市场及其发展趋势进行了简要分析。
总结和阐述了近年来世界各国钛及钛合金的发展现状和未来发展趋势。
重点描述了近年来钛及钛合金最新制备及加工技术的发展和应用，主要包括钛及钛合金的冶炼提取、熔炼铸造、最新加工方法、热处理规范以及在航空航天、舰船、化工、生物及医用材料、汽车、体育等领域的发展和应用。
通过对钛及钛合金近年来发展现状的了解，结合钛研制开发过程中出现的一些问题，简要分析了钛及钛合金的几个主要的发展方向及趋势。
关键词：钛及钛合金; 熔炼; 铸造; 近净成形; 线摩擦焊接目录引言 (3)1. 钛合金市场分析 (4)1.1 钛合金运用面扩展 (4)1.2 民用钛合金需求旺盛 (5)1.3 航空业发展促进钛合金需求增加 (6)1.4 亚太地区等新兴经济体促进钛合金市场增加 (8)2. 钛合金产业的发展趋势 (9)2.1 目前我国钛合金产业发展状况 (9)2.2 国家重视钛合金产业的发展 (10)2.3 我国广阔的需求促进发展 (10)2.4 钛合金产业技术的升级调整 (10)3. 钛合金的最新加工技术 (11)3.1传统的钛合金材料加工技术 (11)3.2 超塑性成形技术 (13)3.3 材料制备及加工过程的计算机模拟技术 (13)3.4 钛合金的热处理技术 (14)3.5钛合金铸造性能 (15)4. 钛合金的应用 (15)5.专利 (16)6我国钛行业发展展望 (17)参考文献： (18)引言在1791 年，钛由科学家格雷戈尔发现，随后德国化学家克拉普罗特用希腊神话的泰坦为该元素命名。
钛在自然界中虽然广泛存在，但因为其存在分散并且提取难度大，所以从发现钛元素到制得纯品，经历了百年以上。
目前，钛合金具有耐蚀性好、强度大、耐热性强等等优势而被广泛用于各个领域。
到20 世纪50 年代，钛元素得到重大发展。
20 世纪50～60 年代，发展出航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70 年代发展出耐蚀钛合金。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
近年来，钛合金作为一种新型材料，广泛应用于航空、航天、海洋、化工、医疗等领域。
本文将介绍国内外钛合金研究的发展现状及
趋势：
一、国内钛合金研究现状
国内钛合金研究起步较晚，但近年来快速发展。
在技术上已经取得了
一定的成果，研究重点集中在钛合金的制备、改性和应用等方面。
其中，还包括正交实验和贝叶斯优化等。
二、国外钛合金研究现状
国外钛合金研究历史较长，先进的加工技术和分析设备更加完善。
目前，美国、德国、日本等国家的研究机构对钛合金金属材料进行了广
泛的研究，尤其是对高强度、高温和腐蚀性能的提升等方面做出了许
多突破性进展。
三、国内外钛合金研究的发展趋势
（1）材料制备技术的提高。
采用精细制备技术的方法进行钛合金材料
的制备，降低金属内在缺陷，提高材料的物理和化学性能。
（2）材料改性研究的深化。
开展形变机制、晶粒细化和快速凝固等方
面的研究，进一步提高钛合金材料的力学性能和耐腐蚀性能。
（3）纳米级钛合金的研究。
通过纳米级的制备方法对钛合金进行研究，有望发现新的物理和化学特性，促进钛合金材料的发展。
（4）电化学合成技术的发展。
利用新型氟化剂、阴离子表面改性剂、
稀土元素等对合成过程进行优化，提高电化学合成钛合金的效率和成
本效益。
综上所述，钛合金作为一种重要的先进材料，在国内外都受到了
广泛的关注和研究，未来也有着广阔的发展前景。
钛合金的研究与开
发的不断深入，必将在航空、航天、海洋等高端应用方面发挥出更大
的作用。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势钛合金作为一种重要的结构材料，具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和优异的高温性能等特点，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械和能源领域等众多领域有着广泛的应用。
随着技术的进步和需求的增加，钛合金研究正不断取得新的突破，呈现出以下发展现状和趋势。
一、国内外钛合金研究的发展现状1.1 国内发展现状我国钛合金研究始于20世纪50年代末，经过几十年的发展，已经取得了显著成果。
目前，我国已经建立了一批具有国际领先水平的钛合金研发和生产基地，如中国航空工业集团公司、中国船舶重工集团公司等。
同时，我国还建立了完善的钛合金材料标准体系和质量监测体系，提高了钛合金材料的质量和可靠性。
1.2 国外发展现状国外钛合金研究起步较早，已经形成了较为完善的产业体系。
美国、俄罗斯、日本和欧洲等国家和地区在钛合金研究和应用方面具有很强的实力。
这些国家和地区在钛合金材料制备、加工和应用等方面积累了丰富的经验，并取得了一系列重要的科研成果。
二、国内外钛合金研究的发展趋势2.1 新材料的研发随着科技的进步，越来越多的新材料被应用于钛合金领域。
例如，纳米材料、复合材料和多功能材料等，这些材料具有更好的性能和更广泛的应用前景。
因此，未来的钛合金研究将更加注重新材料的研发，以提高钛合金的性能和应用范围。
2.2 制备技术的创新钛合金的制备技术是钛合金研究的重要方向之一。
当前，粉末冶金、熔体冶金和快速凝固等制备技术已经取得了一定的成果。
未来，钛合金研究将更加注重制备技术的创新，以提高钛合金的制备效率和质量。
2.3 加工技术的改进钛合金的加工技术对于提高钛合金的应用性能至关重要。
目前，锻造、轧制、拉伸和挤压等加工技术已经得到广泛应用。
未来，钛合金研究将更加注重加工技术的改进，以提高钛合金的加工性能和产品质量。
2.4 应用领域的拓展随着技术的发展和需求的增加，钛合金在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域的应用将越来越广泛。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势-赵永庆
国内外钛合金研究的发展现状及趋势-赵永庆
1.编写说明
本文旨在探讨国内外钛合金的研究发展现状及趋势，本文共分为四个
部分：第一部分主要介绍钛合金的性质及其应用，第二部分着重介绍国内
外钛合金研究的发展历史，第三部分阐述钛合金研究发展的现状，第四部
分分析钛合金研究发展的趋势。
2.正文
2.1钛合金的性质及其应用
钛合金是一种金属及其合金，它属于金属材料的二分之一、钛合金具
有良好的耐腐蚀性、高强度、轻重量、耐高温等特性。
耐腐蚀性可以抵抗
空气、海水、臭氧和硝酸的腐蚀，具有高强度和刚度，抗拉强度可达
400MPa，断裂伸长率可达25%，根据其物理性质和力学性能的不同，钛合
金可以分为钛碳合金、钛锆合金、钛硅合金、钛磷合金、钛钒合金、钛铬
合金等，从其应用看，钛合金可以用于制造航空发动机部件、军用器械及
其枪管、船舶、石油化工、原子能工业等。
2.2国内外钛合金研究的发展历史
20世纪初，钛合金研究得到了大量的关注，美国航空航天局（NASA）和美国空军（USAF）等机构开展钛合金的研究，研究内容涉及多种基本性质，如塑性变形、组织结构、力学性能、腐蚀性能等。
在新中国成立后，
中国也积极发展钛合金研究。
我国自主研发钛合金现状与进展
我国自主研发钛合金现状与进展一、本文概述随着科技的不断进步和国防建设的深入发展，钛合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的新型金属材料，在航空、航天、船舶、化工等领域的应用越来越广泛。
钛合金的研发和应用水平已成为衡量一个国家科技实力和工业能力的重要标志之一。
我国作为全球最大的钛合金生产和消费国，自主研发钛合金材料的现状与进展对于提升我国钛合金产业的国际竞争力、推动相关产业的技术升级和转型升级具有重要意义。
本文旨在全面梳理和总结我国自主研发钛合金材料的现状与进展，通过对钛合金材料的种类、性能、制备工艺等方面的介绍，展示我国钛合金研究的最新成果和应用情况。
本文还将探讨我国钛合金研发面临的主要问题和挑战，并提出相应的对策和建议，以期为我国钛合金产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。
在编写过程中，我们将充分参考国内外相关文献和资料，结合我国钛合金产业的实际情况，力求做到内容全面、数据准确、分析深入。
希望本文能够为我国钛合金材料的研究、开发和应用提供有益的参考和启示，为推动我国钛合金产业的创新发展和国际竞争力的提升做出积极贡献。
二、我国自主研发钛合金的历史回顾自上世纪五十年代以来，我国就开始了对钛合金的初步探索和研究。
早期，钛合金的研究主要集中在军事和航空领域，以满足国防建设和高端装备的需求。
在这一阶段，虽然面临着技术封锁和国际压力，但我国科学家和工程师们凭借坚定的意志和不懈的努力，逐步突破了钛合金制备和加工的技术瓶颈。
进入二十一世纪，随着我国经济的快速发展和综合国力的提升，钛合金的研发和应用迎来了新的发展机遇。
国内多家科研机构和高校开始系统研究钛合金的成分设计、制备工艺、性能优化等方面的问题，取得了一系列重要成果。
同时，国家也加大了对钛合金产业的扶持力度，推动了钛合金在航空、航天、船舶、能源等领域的广泛应用。
近年来，我国自主研发钛合金的步伐进一步加快。
不仅成功开发出多种高性能钛合金材料，而且在钛合金的制备技术、加工工艺和应用领域方面取得了显著进展。
试析钛合金技术发展现状以及趋势
试析钛合金技术发展现状以及趋势钛合金技术是一种重要的金属材料的开发和应用领域，具有广泛的应用前景。
本文将从钛合金技术的发展现状和趋势两个方面进行探讨，以期给读者带来全面的了解。
我们来看一下钛合金技术的发展现状。
钛合金是一种具有优异性能的金属材料，它具有高强度、低密度、耐腐蚀、耐高温等优点，并且具有良好的可塑性和可焊性。
因此，钛合金被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
目前，钛合金的生产工艺和加工技术已经取得了显著的进展。
采用粉末冶金法、熔模铸造法、等离子熔化沉积法等先进工艺，可以制备出具有复杂形状和高性能的钛合金制品。
此外，钛合金的表面处理技术也得到了快速发展，如阳极氧化、化学镀、电镀等方法可以改善钛合金的表面性能，提高其耐腐蚀性和装饰性。
钛合金技术的发展是一个不断推陈出新的过程。
在未来的发展中，钛合金技术将继续朝着以下几个方向发展。
钛合金的合金化技术将得到进一步改进。
通过添加不同的合金元素，可以改变钛合金的组织结构和性能，从而满足不同领域的需求。
例如，添加铝元素可以提高钛合金的强度和耐热性能，添加锆元素可以提高钛合金的耐腐蚀性能。
因此，钛合金的合金化技术将成为未来的研究重点。
钛合金的制备工艺将更加先进和高效。
随着科学技术的不断进步，制备钛合金的工艺也在不断革新。
新的制备工艺可以提高钛合金的制备效率和质量，并且可以实现对钛合金材料的精确控制。
例如，等离子熔化沉积技术可以实现高精度的三维打印，大大提高了钛合金制品的制造效率和质量。
钛合金的应用领域将进一步扩展。
随着科技的不断发展，钛合金的应用领域将越来越广泛。
例如，在航空航天领域，钛合金可以用于制造飞机的结构件、发动机部件等；在汽车领域，钛合金可以用于制造汽车的车身、发动机等；在医疗器械领域，钛合金可以用于制造人工关节、牙科植入物等。
因此，钛合金的应用前景非常广阔。
钛合金技术是一种具有巨大潜力和广泛应用前景的技术。
通过不断发展和创新，钛合金技术将在材料科学领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
钛合金的研究应用现状及其发展方向
钛合金的研究应用现状及其发展方向钛合金是以金属钛为基，加入适量的其他元素组成钛合金，其在300-600度时的比强度优于钢和铝合金。
钛的工业化生产是1948年开始的，为航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8％的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛及其合金不仅大量应用在航空、航天工业，而且在化工、石油、冶金、造纸、纺织，机械仪器、能源；医疗卫生等工业中也有着十分重要的应用；在民用工业中的应用也日渐增多。
1、发展历史钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。
其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
2、原理钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。
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Ｊｕｎ． ２００７ Ｖ ｏｌ．５６ Ｎ ｏ．６
铸造
ＦＯ Ｕ Ｎ Ｄ Ｒ Ｙ
·５６７·
钛合金快速凝固技术及其研究现状
游 涛１， 袁小川２， 苏贵桥１， 张春辉１ （ １． 沈阳铸造研究所， 辽宁沈阳 １１００２２； ２． 山东省冶金地质水文勘察公司， 山东济南 ２５０１０１）
摘要： 将快速凝固技术应用于钛合金生产， 能极大地促进钛工业的发展。介绍了快速凝固技术的基本原理及目前应用
生产方法
处理条件
Ｒｐ０．２／ＭＰａ
工业纯钛 Ｒｍ／ＭＰａ
Ａ （ ％）
处理条件
Ｔｉ－６％Ａｌ－４％Ｖ
Ｒｐ０．２／ＭＰａ
Ｒｍ／ＭＰａ
Ａ （ ％）
铸锭冶金
６５０ ℃退火
１７０
２４０
２５
７００ ℃退火
９２５
９９０
１４
快速凝固 粉末固结后７００ ℃退火２ ｈ
３０７
４２５
２６．８
ＲＥＰ＋ＨＩＰ ６２５ ℃
１ ０８２
快 速 凝 固 是 指 通 过 对 合 金 熔 体 的 快 速 冷 却 （ １０３￣ １０６ Ｋ／ｓ） 或 非 均 质 形 核 被 抑 制 ， 使 合 金 在 很 大 的 过 冷 度下发生高生长速率 （ １￣１００ ｃｍ／ｓ） 的凝固［１］。快速非 平衡凝固通过控制凝固过程对平衡偏离的程度所产生 的非平衡效应， 不仅可以减小偏析、扩大亚稳固溶度、 细化组织、形成新的亚稳相， 还发展了非晶、准晶、 纳 米 晶 新 材 料［２］。 基 于 快 速 凝 固 材 料 这 些 特 殊 的 性 质 和 优点， 研究钛合金快速凝固技术就显得十分必要。
１ １３０
８ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
收稿日期： ２００６－ ０３－ ２７收到初稿， ２００７－ ０２－ ０６收到修订稿。 作者简介： 游涛 （ １９８１－） ， 男， 河北邯郸人， 硕士研究生， 从事钛合金材料及相关工艺研究。电话： ０２４－２５８５２３１１转２９８
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ＦＯ Ｕ Ｎ Ｄ Ｒ Ｙ
Ｊｕｎ．２００７ Ｖ ｏｌ．５６ Ｎ ｏ．６
（ ２） 激光熔覆 激光熔覆是一种通过在基体材料 表 面添加熔覆材料， 利用激光束辐照加热， 使熔覆材料 及基体材料表面薄层发生熔化并快速凝固， 从而在基 体材料表面形成冶金熔合的高硬度耐磨熔覆层的工艺 方 法 ［８ －９］。 孙 荣 禄 在 ＴＣ４ 合 金 表 面 进 行 了 激 光 熔 覆 ＮｉＣｒＢＳｉ合 金 涂 层 的 试 验 ， 分 析 发 现 ， 熔 覆 区 中 “ 原 位”形成了ＴｉＢ２和ＴｉＣ等颗粒增强相； 激光熔覆层的显 微硬度由表及里呈阶梯状递减， 熔覆区的显微硬度ＨＶ ８００￣１ １００［１０］。 １．２ 雾化法制取钛及钛合金粉末
樊丁等［７］对 纯 钛ＴＡ２表 面 进 行 了 激 光 氮 气 合 金 化 。
图１ 激光气体表面合金化示意图 Ｆｉｇ． １ Ｔｈｅ ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｇａｓ ａｌｌｏｙｉｎｇ
研 究 表 明 ： ＴＡ２经 激 光 气 体 氮 化 后 在 其 表 面 得 到 了 厚 度为１００ !ｍ、宏观质量良好的氮化层， 氮化层与基体 之间完全冶金结合。试样表层结构由氮化层、热影响 区和基体三部分组成， 氮化层是富钛结构， 由ＴｉＮ枝晶 和α＇－Ｔｉ构成， 热影响区组织以针状马氏体为 主。合金 层显微硬度最高可达ＨＶ５００。
１ 钛及钛合金的快速凝固技术
由于钛合金本身的限制， 加之国内外对钛合金研 究相对较晚， 其快速凝固技术的应用比其他合金较为 落后。但通过多年的研究探索， 许多国内外学者已成 功的将快速凝固技术应用于钛合金生产， 丰富了钛合
金的生产工艺， 改善了钛合金产品的性能。人们用多 种 快 速 凝 固 技 术 着 重 研 究 了Ｔｉ－６％Ａｌ－４％Ｖ的 性 能 。 表 １ 列 出 了 铸 锭 冶 金 和 快 速 凝 固 生 产 工 业 纯 钛 和 Ｔｉ－６％ Ａｌ－４％Ｖ的力学性能。由表可知， 快速凝固技术大大改 善 了 钛 及 钛 合 金 的 性 能［３］。 对 常 规 钛 及 钛 合 金 的 研 究 及 快 速 凝 固 有 如 下 作 用［３］。
（ １） 超声气体雾化法 超声 气体 雾 化 法 是 高 速 气 流以８０￣１００ ｋＨｚ的频率和２￣２．５马赫的高速度冲击液态 金属流， 使其雾化成小液滴， 随后凝固成粉末。其冷 却速率很容易达到１０３￣１０５ Ｋ／ｓ， 并且获得的粉末表面光 滑， 球化效果好， 尺寸非常细小。
陕西邦圳钛业发展有限公司开发了一种优质低氧 低成本的气体雾化制取球形钛与钛合金粉末的新工艺 （ 见图２） — ——无坩埚惰性气体雾化法［１５］， 即在熔化棒状 材料时不使用坩埚， 而是直接用高频感应线圈进行加 热使熔液滴流， 再将这种熔液流用高速的氩气喷射产 生粉末。由于原料的连续供应和连续熔炼， 及特殊结 构的喷嘴， 实现了长距离雾化， 可以连续生产。专门 设计的Ａｒ气净化 回收系统， 可使Ａｒ气循 环 使 用２８０ ｈ， 大大降低了生 产成本。日本住友Ｓｉｔｉｘ公 司研究了与邦 圳钛业相似的感应熔融气体雾化 （ ＩＰＡ） 法， 他们采用 高速的氮气喷射熔液产生粉末。研究人员把这种粉末 称为低氧钛粉末 （ ＴＩＬＯＰ） ， 粉末呈球形， 其断面呈现 出急冷凝固组织， 平均粒径约为７０ "ｍ。
激光表面重熔快速凝固是迄今为止能实现凝固冷 却速度最快的快速凝固方法之一。它主要是利用激光 的高能束对材料进行快速加热， 并利用基体材料的激 冷作用达到快速凝固。
对金属材料进行激光表面熔化， 可以直接获得具 有快速凝固组织特征和特殊物理化学及力学性能的表 层材料， 还可以在激光材料表面快速熔化过程中灵活 地向熔池 中加入合金元素 （ 激光 表面合金化） 或 直 接 熔化预置或同步输送于零件表面的合金粉末 （ 激光熔 覆） 并快速 凝固， 从而获得成分 、组织及性 能 完 全 不 同于零件基材， 具有均匀的快速凝固非平衡组织特征 的特种表面冶金涂层材料［５］。目前， 应用于钛合金的激 光快速凝固技术主要有： 激光气体合金化， 激光熔覆。
（ ２） 改善合金组织 试 验 过 程 中 发 现 ， 快 速 凝 固 的Ｔｉ－６％Ａｌ－４％Ｖ合金经高温退火后， 片状α聚集体发生 等轴化， 这种组织形态上的变化将大大改善合金的低 周疲劳性能。
（ ３） 减少或消除偏析改 善 力 学 性 能 目 前 快 速 凝 固技术在钛合金的主要应用是： ①利用激光技术进行 材料表面改性及合金化； ②利用快速凝固技术制取合 金粉末； ③利用快速凝固技术制取低维合金； ④利用 喷射成形技术制备大尺寸快凝材料及复合材料。
（ ２） 功率超声雾化法 超声 雾化 法 是 利 用 超 声 能 量使流体形成微细雾滴， 处于振动体表面的薄层液体
铸造
游涛等： 钛合金快速凝固技术及其研究现状
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１． 阀门 ２． Ａｒ气缓冲罐 ３． 过滤器 ４． 气体压缩机 ５． 高压气体汇流排 ６． 加热电源 ７． 连续送料器 ８． 感应线圈 ９． 喷嘴 １０． 雾化塔 １１． 产品收集器 １２． 高真空泵 １３． 低真空泵 图２ 气体雾化制取球形钛与钛合金粉末新工艺示意图 Ｆｉｇ． ２ Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｇａｓ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｓ ｔａ ｔｕｓ ｏｎ Ｔｉ Ａｌｌｏｙ
ＹＯＵ Ｔａ ｏ１， ＹＵＡＮ Ｘｉａ ｏ－ｃｈｕａ ｎ２， Ｓ Ｕ Ｇｕｉ－ｑｉａ ｏ１， ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｈｕｉ１ （ １． Ｓ ｈｅ ｎｙａ ｎｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ Ｉｎｓ ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｕｎｄｒｙ， Ｓ ｈｅ ｎｙａ ｎｇ １１００２２， Ｌｉａ ｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ ； ２． Ｓ ｈａ ｎｄｏｎｇ Ｍｅ ｔａ ｌｌｕｒｇｙ Ｇｅ ｏｌｏｇｙ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ Ｒｅ ｃｏｎｎａ ｉｓ ｓ ａ ｎｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａ ｔｉｏｎ， Ｊ ｉ＇ｎａ ｎ ２５０１０１， Ｓ ｈａ ｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
于钛合金生产的几种快速凝固技术的研究状况， 简述了快速凝固技术在提高现有钛合金性能和开发新型钛合金方面的 作用。
关键词： 快速凝固； 钛合金； 性能 中图分类号： ＴＧ１４６．２＋３ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００１－ ４９７７ （ ２００７） ０６－ ０５６７－ ０５
Ｒａ ｐｉｄ Ｓ ｏｌｉｄｉｆｉｃａ ｔｉｏｎ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ ａ ｎｄ Ｉｔ＇ｓ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ
粉末材料是制造高温合金烧结制件、复合材料及 机械合金化的基础材料， 获得优质廉价的粉末是发展 高性能钛粉末冶金的关键。近几十年来， 发展了许多 低氧球形钛合 金 粉 末 的 制 取 方 法［１１－１２］， 如 气 体 雾 化 法， 等 离 子 旋 转 电 极 法 （ ＰＲＥＰ） 、 电 子 束 旋 转 盘 法 （ ＥＢＲＤ） 、 激 光 旋 转 雾 化 法 （ ＬＳＡ） 等 。 １９８５ 年 美 国 Ｃｒｕｃｉｂｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ发表了用水冷铜坩埚Ａｒ气雾化 制取钛合金粉末的第一篇专利， １９８８年建立了年产１１ ｔ 的气雾化装置［１３］； １９９０年德国ＬｅｙｂｏｌｄＡＧ发表了无坩埚 熔炼雾化钛合金粉末的专利， 称ＥＩＧＡ （ 电极感应熔化 气体雾化） 工艺［１４］。
（ １） 细化β晶粒 ①冷却速度因素， β晶粒随着冷 却速度的增加而减小， 二者之间的关系可用Ｌ＝ ＡＴ－ｎ理 论 公 式 来 描 述 。 式 中Ｌ对 于 球 形 和 丝 状 粉 末 来 说 是 直 径 （ !ｍ） ， 对于薄片和窄条粉末来说 是厚度 （ "ｍ） ， Ｔ是 平均冷却速度； ②溶质因素， 快速凝固能显著的扩大 合金元素在钛中的固溶度而形成过饱和的固溶体， 且 这种过饱和的固溶体在随后的热处理过程中又能得到 均匀分布的弥散相。