钛合金超塑性研究及应用现状

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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。

TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究

第15卷第4期2008年8月塑性工程学报J OU RNAL OF PL ASTICIT Y EN GIN EERIN GVol 115　No 14Aug 1　2008TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究(西北工业大学材料学院,西安　710072)　王　敏　郭鸿镇摘　要:文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn ～5μn 。

在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达188117%。

关键词:钛合金;微细化;形变复合热处理;机理中图分类号:T G 14 文献标识码:A 文章编号:100722012(2008)0420155204Study on superplasticity and f ine 2grained of TC4alloyWAN G Min GUO Hong 2zhen(School of Material Science ,Northwestern Polytechnical University ,Xi πan 710072　China )Abstract :Using composite ausform method ,the fine 2grained mechanism of TC4alloy with overheating structure was investigated in the paper.The results show that :The inhomogeneous severe deformation in low temperature zone of (α+β)area can enhance distortion energy of deforming body and increase recrystallizing nucleation rate of α2grain and β2grain.Increasing cooling speed af 2ter forging can restrain nucleation and growth of α2phase on βcrystal boundary ,and form martensite structure (α′).During sub 2sequent forging process ,the fine acicular α′is easy to be broken and to form fine α2grain.After deformation ,recrystallizing an 2nealing of 800℃makes α2phase more sphering and forms fine uniform and equiaxial α+βtransforming structures.The measuredα2grain size is in the range of 2μm ～5μm.In the optimal process parameters ,the elongation of TC4after composite ausform can arrive at 188117%.K ey w ords :titanium ;ultrafine ;composite ausform ;mechanism王　敏　E 2mail :wangmin @nwpu 1edu 1cn作者简介:王　敏,女,1959年生,陕西人,西北工业大学,副教授收稿日期:2007206221;修订日期:2008207204　引　言国产TC4属于(α+β)两相钛合金,兼有α和β钛合金的优点,具有较高的比强度、热强性和较好的综合力学性能,是最为广泛应用的一种钛合金。

钛合金超塑成形工艺方法研究

钛合金超塑成形工艺方法研究摘要：针对钛合金板材在常温下弹性大、成形困难的问题，提出了一种利用钛合金在高温下具有超塑性的特征进行超塑成形的工艺方法。

本文以TC4材料板材零件为研究对象，详细介绍了钛合金超塑成形（气胀成形）的具体工艺实施过程以及工艺参数的设置等，为超塑成形工艺的应用提供了指导规范。

关键词：钛合金板料；超塑成形；工艺流程；工艺参数0引言钛合金具有抗疲劳、比强度高、耐腐蚀耐高温、一定的形状记忆性能、优越的力学性质、化学性质稳定等优点[1]，随着航空航天技术的发展，钛合金在航空航天领域的应用范围不断扩展，钛合金结构件越来越呈现出大尺寸、薄壁曲面、变厚度和整体结构的趋势，进一步提高了航空航天飞行器的性能、结构刚性，减轻了重量，因此钛合金成形技术也成为航空航天制造技术的研究重点。

超塑成形技术是利用材料的超塑性来成形零件的一种工艺方法（在本文中超塑成形是指板材的气胀成形），它具有成形的零件结构设计自由度大、所需模具结构简单、所需成形设备吨位小投资少等特点，因此用超塑性气压胀形可以进行整体设计，减少工序和工装数量，降低工时和费用。

1材料控制按本文进行超塑成形工艺时，TC4钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合GB/T 3621-2007的要求，Ti-6Al-4V钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合AMS 4911的要求，且应有材料合格证。

成形前应检查表面质量，不允许材料表面存在起皮、夹杂物及超过标准要求的划伤、压痕、裂纹等缺陷。

运输和存放过程中应注意防止表面划伤。

超塑成形时需要用到辅助材料，主要包括清洗剂、保护涂料（包括润滑剂）等。

常用的清洗剂包括丙酮、无水乙醇、金属清洗剂等，其主要作用是清除表面油污。

保护涂料主要包括高温漆、氮化硼、胶体石墨、润滑剂等，其主要目的是在零件成形时起到润滑作用和加热时起到防止（减轻）材料表面氧化作用。

所选辅助材料不应对钛合金零件产生有害影响，并符合相应的国家标准、行业标准或专用技术标准，若无相关标准的新型辅助材料，则采取试用可行的材料，辅助材料应有生产厂家质量保证单或合格证。

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。

钛合金应用研究论文

钛合金应用研究论文摘要：综述了钛合金材料的应用及研究现状，着重介绍了钛及钛合金的主要特性，加工性能及其在航空航天、军事工业和汽车制造方面的应用，并在此基础上展望了钛合金的发展方向。

关键词：钛合金特性加工性能应用领域Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数，下同)，在所有按元素中居第9位，而在可作为结构材料的金属中居第4位，仅次于Al、Fe、Mg，其储量比常见金属Cu，Pb，Zn储量的总和还多。

我国钛资源丰富，储量为世界第一。

钛合金的密度小，比强度、比刚度高，抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好，具有优良的综合性能，是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。

近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展，海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平，在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛，在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。

一、钛及钛合金的特性钛及钛合金具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面：1.强度高。

钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。

2.硬度较高。

钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。

3.弹性模量低。

钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。

4.高温和低温性能优良。

在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。

5.钛的抗腐蚀性强。

钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。

二、钛及钛合金的加工性能1.切削加工性能钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有较高的强度和硬度。

国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议

国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议钛及钛合金材料是一种重要的结构材料，具有优异的特性，广泛应用于航空航天、船舶、能源、汽车、医疗器械等领域。

然而，国内和国外在钛及钛合金材料技术上还存在一些差距。

在当前全球经济一体化的大背景下，我们需要关注国内外钛及钛合金材料技术现状，并展望未来发展趋势，提出相应的建议。

首先，国内外钛及钛合金材料技术的现状有以下几点差距：1.材料研发能力不足：国内在钛及钛合金材料的研发上相对滞后于国外。

国外已经形成了一系列的研发体系，拥有雄厚的科研实力和先进的技术手段，而国内钛及钛合金材料的研发还处于初级阶段。

2.制备工艺不成熟：国内制备钛及钛合金材料的工艺流程相对较为落后，特别是在实际生产方面，存在着制备工艺不稳定、退火工艺不完善等问题。

与国外相比，国内制备钛及钛合金材料的技术水平有待提高。

3.标准体系不健全：国内钛及钛合金材料的标准体系还不完善，缺乏统一的材料检测标准和材料质量评价体系。

这导致了产品质量参差不齐，难以满足市场需求。

展望未来，我们应该加强钛及钛合金材料技术的研发，提高核心竞争力。

以下是一些建议：1.加强国际合作：国内应与国外的知名大学、科研机构和企业加强合作，共享资源和技术优势，推动钛及钛合金材料的研发与应用。

2.提高制备工艺：国内应加大对钛及钛合金材料制备工艺的研究力度，提高制备工艺的稳定性与可控性，降低生产成本。

3.建立标准体系：国内应建立完善的钛及钛合金材料标准体系，参照国际标准，制定适应国情的标准，提高产品质量。

4.加大人才培养力度：国内应加大对钛及钛合金材料领域的人才培养力度，鼓励青年学者和工程师从事相关研究和开发工作，提高国内钛及钛合金材料技术的创新能力。

5.推动产学研结合：国内应积极推动钛及钛合金材料的产学研结合，促进科研成果的转化与应用，提升钛及钛合金材料产业的竞争力。

总之，国内外钛及钛合金材料技术的发展现状存在差距，但也面临巨大的机遇和挑战。

国外钛合金研究的现状

于人体骨骼。
２．１．４
ＫＳＴｉ－１９合金
日本神户制钢所最近研制出了一种命名为ＫＳＴｉ．１９的新型钛合金，其名义化学成分为Ｔｉ一４．５Ａ１．
２Ｍｏ－１．６Ｖ－０．５Ｆｅ－０．３Ｓｉ，是一种ｏ【ａＤ两相钛合金。这种合金具有优良的加工性能，采用热轧工艺可
以代替传统的叠轧方法成功生产出厚度为０．８毫米的薄板，是Ｔｉ一６ＡＩ－４Ｖ合金的替代合金之一。由于加工性能的限制，Ｔｉ・６Ａ１—４Ｖ合金只能采用叠轧方法来生产薄板，但由于工艺复杂，成本高，限制了Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ合金薄板的民用推广。ＫＳＴｉ－１９合金的研制成功，使钛合金薄板的成本下降，扩展了钛合金的应用范围。目前，该合金薄板已投入正式生产，它主要应用干高尔夫球杆。据报道，高尔夫球杆使用这种材料后，可使杆头变细、坚固，重量减轻。在此之前，高尔夫球杆头的顶部、
与退火态Ｔｉ一６ＡＩ－４Ｖ合金相比，有较高的强度、较低的弹性模量及较高的断裂韧性。用Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ和Ｓｎ作为合金元素来改善钛合金力学性能、耐蚀性和生物相容性是开发生物钛合金的主要途径。如开发出的Ｔｉ一１５Ｍｏ一５Ｚｒ－３ＡＩ（时效态）及Ｔｉ．１５Ｓｎ．４Ｎｂ．２Ｔａ一０．２Ｐｄ（时效态）的强度较高；Ｔｉ一２９Ｎｂ－１３Ｔａ－４．６Ｚｒ合金的耐磨性和力学性能都接近于Ｔｉ一６ＡＩ．４Ｖ合金，且弹性模量更接近
大量使用在飞机的起落架上，该合金的淬透性更好，俄罗斯的ＶＳＭＰＯ联合体分别用ｐ锻和ｏ【＋Ｄ锻
制造了该合金的大型锻件。另外俄罗斯研制的ＶＳＴ３５５３（Ｔｉ一３ＡＩ－５Ｍｏ－５Ｖ－３Ｃｒ）是用于紧固件的钛合金，其强度和加工性能均优于Ｔｉ－６４。在承压管路系统研制成功一种新的钛合金ＶＳＴ３３３１（Ｔｉ．３ＡＩ．３Ｖ－３Ｍｏ一１Ｚｒ），其强度比Ｔｉ一３Ａ１—２．５Ｖ高３０％左右。高强可焊钛合金Ｔ－１１０（Ｔｉ．５．５ＡＩ一１．２Ｍｏ．１．２Ｖ－４Ｎｂ．２Ｆｅ）为Ａｎｔｏｎｏｖ飞机的重型构架设计，合金同ＢＴ２２的力学性能相当，但具有优良的焊接性能，焊接强度系数可达０．９５，优良的焊接性能是由于同晶型的Ｄ稳定元素溶于ｏ【相中，有利于Ｆｅ等元素的均匀分布，Ｚｒ的加入细化晶粒，减少了间隙元素在晶界的偏析，典型的力学性能为Ｒｍ）１１００ＭＰａ、Ａ≥

TC4合金超塑性变形行为及其评价机制研究

TC4合金超塑性变形行为及其评价机制研究近年来，随着钛合金的广泛应用，钛合金的超塑性等温锻造技术在航空宇航制造领域，特别是引擎的压气机叶片和大型航空复杂锻件的生产上展现出巨大的优势和应用前景。

超塑性等温锻造技术解决了传统钛合金锻造技术上的诸如变形抗力大、易开裂、设备吨位要求高等难题。

但是不同牌号的钛合金在超塑性能上存在巨大差异，这就大大限制了模具和锻件设计的余度，不利于发挥钛合金超塑性在提高材料利用率和精确成形上的巨大优势。

因此研究钛合金的塑性评价机制对于指导其在工程方面的应用极具现实意义。

本文以TC4钛合金为例，利用CMT4104型电子拉伸试验机和Gleeble-3500型热模拟试验机，进行高温拉伸和压缩实验。

研究了该牌号钛合金在拉伸和压缩状态下的超塑性流变特征，并建立TC4钛合金的超塑性本构方程。

研究显示：TC4合金在高温塑性变形时，流变应力随应变速率的增加而升高，随温度的升高而显著降低，同时TC4合金在变形温度＞850℃，应变速率＜10-2S-1时，其流变行为表现出超塑性变形特征。

求得其超塑性本构模型满足以下函数关系：ε=3.79×1012[sinh（0.011914σ）]4.83exp[-313.124×103/（RT）]其次本文分析并确定钛合金在超塑性镦挤状态下鼓形区的损伤机制，通过实验测定韧性损伤阀值C和临界空穴扩张比VGC，进而确定超塑性镦挤试验的极限压下量并求得镦挤率λ的函数关系。

结果表明：（1）TC4合金在常温下的断裂机制为混合型断裂，在超塑性状态下的断裂机制为韧性断裂。

借助空穴扩张比理论及Cockcroft&Latham准则，建立的预测TC4合金在镦挤试验侧表面开裂的判据，可以作为镦挤试验的终止条件。

（2）TC4合金在超塑性变形时的空穴扩张比VGC≈0.88，在拉伸状态下损伤阀值C=3.15，多应力状态下的损伤阀值C=0.932。

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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。