航空航天热等静压用球形钛及钛合金粉末
钛合金
医用钛合金
纯钛及其合金以其与骨相近似的弹性模量、良好的生物相容性及在生 物环境下优良的抗腐蚀性等在临床上得到了越来越广泛的应用.综述了 医用钛合金的发展和研究现状 ,阐述了钛的生物相容性原理 ,同时简单 评述了钛及其合金表面改性与钛基复合材料的研究现状 .分析表明:纯 钛及其合金具有出色的生物相容性主要归功于表面附着的氧化层 ;β型 钛合金与α/α+β型钛合金相比,具有较高的耐磨性,是一种很有前途的外 科植入用钛合金;寻求更为理想的表面改性工艺从而获得高质量的涂层, 或将生物活性相添加进钛合金基体中制备成复合材料是提高医用钛合 金生物活性的两种有效途径.
目前发展方向
采用传统粉末冶金方法生产钛合金制品主 要步骤为:首先是粉末的制备,然后通过对疏松的 粉末施加一定的外压使其达到致密化,接着对压 坯进行烧结,以得到一定性能的制品。常用的压 制方法有等静压和非等静压两种,可以在常温或 高温下对粉末进行压制。 而近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技 术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为 高温钛合金的发展方向
钛铝合金
钛铝合金在真空镀膜行业应用较广，可以做成一定比例的合金靶材， 作磁控溅射镀膜的原材料。在做真空镀膜靶材时钛铝合金有多种成分 比例。钛铝合金在钛原子含量大于等于 50%时可以用真空熔铸的方式 生产，当钛含量减少铝含量相对增加时就只能通过粉末冶金的方法来 生产才能达到靶材的要求。钛原子大于等于80%时的钛铝合金还可以 锻造，可以轧制。
注：纤维增强复合材料
纤维增强复合材料由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小， 一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性 材料。容易损伤、断裂和受到腐蚀。 材料。 、 长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于 纤维和基体的不同品种很多。
钛粉知识
钛粉介绍钛粉、氢化钛粉：纯度:95-99.4%等各种规格性状：钛粉：产品呈银灰色不规则状粉末，有大的吸气能力，高温或电火花条件下易燃。
氢化钛粉：产品呈黑灰色不规则状粉末。
用途：钛粉及氢化钛粉是一种用途非常广泛的金属粉末。
是粉末冶金、合金材料添加剂。
同时也是金属陶瓷，表面涂复剂，铝合金添加剂，电真空吸气剂，喷、镀等重要原材料。
也应用于航天，喷涂，冶金，烟花等行业粒度：-40目到-300目. 松装密度：1.2-1.6（g/cm3）钛粉的性能：1.化学成分主要是指金属的含量和杂志成分的含量，钛粉中钛的含量越高，杂质含量相对越低，则钛粉的纯度也越高，等级越高。
对钛的粉末冶金而言，杂质中气体含量，特别是氧，对产品影响甚大。
优质的钛粉，常常是氧含量最低者，因此钛粉的优劣常常是取决于其中的氧含量多少。
2.物理性能钛粉比金属钛活泼，更易和其他元素或化合物反应，更易氧化、易燃、易爆，属于危险品。
钛和钛合金粉通常呈浅灰色，随着粒级变小而加深，粗粉带有金属光泽，微粉则呈灰色，超细粉呈黑色。
（1）粉末的形状粉末颗粒的形状是制粉工业来决定的，不同的颗粒形状对粉末冶金工艺性能影响很大，他直接影响到制品的强度。
对于制取多孔钛材而言，它也直接影响到多孔钛材的透过性能及透过性能的均匀性。
故为了提高多孔钛材的孔隙均匀性和透过性而希望使用球形粉末。
（2）粉末颗粒的比表面比表面的大小直接影响到粉末的压制性能和烧结性能，自然比表面大的钛粉压制性能和烧结性能都要好一些，粉末的比表面大小与颗粒粒度、形状及外表的形状有关。
粉末粒度越细、形状越复杂、外表越粗糙多孔，则颗粒的比表面积越大；反之亦然。
（3）粉末的真密度粉末的真密度是指包括颗粒闭孔孔隙在内的密度，真密度与不同制粉工艺而异，也与其中的氧化物含量有关。
通常他比其金属的密度略小。
3.钛粉末的加工工艺（1）热等静压（HIP）；（2）粉末锻造（DF）；（3）燃烧合成（CS）；（4）快速凝固（RSR）；（5）机械合金化（MA）；（6）钛粉激光成形；（7）金属粉末注射成形（MIM）；（8）快速全面压制。
钛合金在飞机上的应用_杨健
NEW OBSERVATION新观察航空制造技术２００６年第１１期当今要求航空材料具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化和加工成形性好等良好的综合性能，既要保证飞机机体和发动机零件在受力、高温、腐蚀和其他作用条件下有较强的工作能力，又要使飞机达到高的技术品质。
钛合金由于比强度高、耐腐蚀、耐热等良好的综合性能和结构效益高而被广泛用于航空领域，多用于制造航空发动机中要求强度高与耐热性好的重要零部件和飞机机体结构件，尤其适用于大马赫数飞行的飞机。
随着航空工业的进一步发展，钛合金在飞机上的使用将越来越多。
随着飞机更新换代的加速，对飞机性能要求不断提高，而飞机性能的改进首先需要从材料入手，既要选用先进材料来降低机体重量，又要考虑材料的可靠性和经济性。
基于这样的背景需求，铝合金在飞机上应用的主导地位开始被削弱，逐渐被满足高性能要求的新材料所代替，其中，钛合金为飞机设计者所青睐。
机承力构件。
通过添加Ｓｉ元素使该合金在中温保持较高强度，优于Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ。
该合金板材可在室温下进行超塑性成形，是Ｆ－２２战斗机的主要材料，用于制造飞机下部龙骨翼弦锻件。
固溶时效后拉伸强度可达１２００ＭＰａ，屈服强度１１００ＭＰａ，拉伸及压缩模量比Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ高８％，裂纹扩展速率与高纯Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金相当，固溶处理后的成形性比退火态好，成为最佳选用材料。
Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｉ（ＴＢ６）是２０世纪７０年代后期发展的一种高强、高韧近β型钛合金。
该合金具有比强度高、断裂韧性好、淬透面积大、各向异性小、锻造性能好和抗腐蚀能力强等优点，兼有亚稳β钛合金的诸多优点而不丧失α－β钛合金的固溶特性，能满足损伤容限设计需要和高结构效益、高可靠性及低成本要求，最高工作温度３２０℃。
该合金主要产品有棒材、锻件、厚板和型材，用于制造飞机机身、机翼和起落架结构钛合金锻件，包括梁、框、短舱接头、襟翼滑轨等。
在不考虑刚度的情况下，用该目前，国内外军民机上应用的典型钛合金有：Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ（ＴＣ４）是２０世纪６０年代初期研制的一种中等强度α－β型钛合金，具用优良的综合性能，誉称万能合金，是最早最广泛用于飞机结构的通用钛合金，包括板材、棒材和锻铸件等。
烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响
烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响摘要：采用氢化脱氢TA15钛合金粉末为原料，通过模压成形与真空烧结及进一步热等静压(hot isostatic pressing, HIP)处理，制备TA15钛合金，对烧结合金及其热等静压后的组织形貌与拉伸性能进行分析与测试，研究成形压力及烧结温度对该合金组织与性能的影响。
结果表明，随压制压力增大或烧结温度升高，烧结体的抗拉强度和伸长率都提高。
热等静压后晶粒趋于球化，抗拉强度提升不明显，伸长率提升较显著。
压制压力为700 MPa，烧结温度为1 300 ℃时，烧结合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值，分别为1 050 MPa和2.81%。
经HIP 处理后合金的抗拉强度最高达到1 170 MPa，最大伸长率为5.6%。
关键词：TA15钛合金；粉末冶金；热等静压；烧结工艺；显微组织；拉伸性能TA15钛合金是一种典型的高温近α钛合金，综合性能良好，具有较高的屈强比、较好的室温及高温强度以及良好的热稳定性与焊接性能[1−3]，广泛用于飞机机身及发动机的制造[4]。
粉末冶金工艺广泛应用于生产对致密度、力学性能要求不高的钛合金部件[5−7]，成形压力与烧结工艺对产品质量有重要影响。
随烧结温度升高，Ti-32Zr-2Sn-3Mo-15Nb 合金的致密度和抗拉强度增大，合金中Ti-Nb-Zr-Mo 固溶体含量减少，固溶体尺寸减小[8]，在1 100~1 150 ℃烧结时合金具有较高的致密度和抗压强度；张丰收等[9]的研究表明，随着压制压力从90 MPa 增加到375 MPa，Ti-Al 合金的总孔隙率发生从急剧减小到缓慢减小的变化，孔隙形貌也有所变化。
热等静压(hot isostatic pressing，HIP)技术能消除材料内部的孔隙，获得均匀、细小、致密的组织，从而提高材料的性能[10−11]；还可避免用铸造的方法产生的宏观偏析，适用于制备航天器等对组织与性能要求较高的部件[12]。
粉末粒度对热压Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响
粉末粒度对热压Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响邹黎明;毛新华;刘辛;蔡一湘【摘要】以4种不同粒径的球形Ti-6Al-4V粉末为原料,采用真空热压法进行成形固结.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机分别分析粉末Ti-6Al-4V合金的物相组成、微观组织、断口形貌以及力学性能,研究粉末粒度及其组成对烧结体微观组织和力学性能的影响.研究结果表明:热压烧结Ti-6Al-4V样品致密度均可达到98%以上.不同粒度粉末烧结后的合金均为网篮排列层片状组织.合金塑性主要受原始粉末粒度影响,随原始粉末粒度增大,烧结样品的晶粒尺寸增大,从而导致合金的塑性降低.粉末粗细搭配相比于原始粗粉,有助于提高合金的塑性,从而有效降低粉末钛合金的成本.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2016(021)002【总页数】6页(P217-222)【关键词】钛合金;热压;粒径;力学性能;Ti-6Al-4V【作者】邹黎明;毛新华;刘辛;蔡一湘【作者单位】广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650【正文语种】中文【中图分类】TF124钛由于具有比强度高、耐腐蚀性能好、生物相容性优异等特点被广泛应用于航空航天、生物医用等行业[1−2]。
但传统钛及钛合金加工工艺复杂，生产成本高，严重阻碍了钛的进一步市场应用。
粉末冶金作为一种近净成形方法，可以降低生产成本，尤其适合于钛这样昂贵的材料，因此，目前钛及钛合金的粉末冶金技术已成为研究热点[3−5]。
航空航天、生物医用等高新技术行业对粉末钛合金性能要求高，原材料一般需采用高品质的球形钛合金粉末。
钛由于具有加工硬化速率高的特点，采用传统模压方法比较难以致密化。
尤其是高品质的球形钛合金粉末更是难以致密化，一般需采用热等静压进行成形固结，成本非常高[6]。
钛合金球形粉末生产工艺流程
钛合金球形粉末生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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热等静压技术的发展和应用
热等静压技术的发展与应用摘要：热等静压法作为材料现代成型技术的一种，是等静压技术一个分支。
目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业，用于生产高质量产品和制备新型材料。
本文主要介绍了热等静压技术的发展、工作原理及其应用范围。
关键词：热等静压，高压容器，加热炉，扩散连接，粉末冶金The Development and Applications of Hot Isostatic Pressing Abstract: Hot isostatic press ing method as a ki nd of modern moldi ng tech no logy, is a branch of isostatic press ing tech no logy. Hot isostatic press ing tech nique has bee n widely used both in aviation, aerospace, energy, transportation, electrical, electronics, chemical in dustry and metallurgy and other in dustries, and in the producti on of high quality products and the preparation of new materials. This article mainly introduced the developme nt of hot isostatic press ing tech no logy, work ing prin ciple and its applicati on ran ge.Keywords：Hot Isostatic Pressing High Pressure Vessel, Heating Furnace, Diffusion Bonding, Powder Metallurgy目录1引言 (1)1.1 国外热等静压技术的发展 (1)1.2国内热等静压技术的发展 (1)2热等静压设备及工作原理 (3)2.1 热等静压设备特点 (3)2.1.1高压容器 (3)2.2.2加热炉 (3)2.2.3压缩机和真空泵 (4)2.2.4冷却装置 (4)2.2.5计算机控制系统 (4)2.2 热等静压工艺流程 (4)2.3 热等静压工作原理 (5)3热等静压技术的主要应用领域 (7)3.1 铸件的致密化处理 (7)3.2热等静压覆层和热等静压复合扩散连接 (7)3.3 热等静压粉末固结 (8)3.3.1 高温合金粉末固结 (8)3.3.2硬质合金热等静压 (8)3.3.3高速钢粉末固结 (8)3.3.4 陶瓷材料粉末固结 (9)3.3.5 钛合金粉末固结 (9)3.4热等静压工艺在新领域的应用 (9)4 结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)――热等静压技术的发展与应用1引言热等静压（Hot Isostatic Pressing简称HIP）工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质，将制品放置到密闭的容器中，在900〜2000 E温度和100〜200MPa压力的共同作用下，向制品施加各向同等的压力，对制品进行压制烧结处理的技术。
热等静压的原理
热等静压的原理热等静压技术是现代高温高压工艺中不可或缺的一部分，其基本原理是在高温条件下通过加热压缩气体来实现材料的加工和成型。
这一技术广泛应用于航空航天、汽车工业、高速列车等领域，成为推进现代工业技术发展的重要手段。
1. 基本原理热等静压技术是利用热膨胀率与压缩率的不等来实现工件的成型。
当加热气体时，分子热运动加快，导致分子之间的相互作用减弱，压缩率降低；同时，气体分子的自由程缩短，引起热膨胀率增大。
因此，加热气体可以通过黏性作用和热膨胀的作用来实现材料的加工和成型。
热等静压系统由加热器、承载装置、测量和控制装置等组成。
在工作过程中，将工件装入容器中，然后将气体加热到高温状态，再根据所需的成型要求进行静压加工，直至得到最终成型产品。
2. 工艺特点热等静压技术的加工过程具有以下几个特点：（1）高温效应。
在高温下，气体的黏度减小，轻易流动，故可以实现工艺物料的高温形变，增加成型的可塑性。
（2）均匀加压。
静压过程中，气体和工件受到的压力是完全均匀的。
而采用其他方法进行成型时，由于材料的结构和形状，只有部分区域受到了热膨胀和压缩，导致肉眼可见的缺陷和误差。
（3）成型精度高。
在热等静压过程中，工件的体积大小和形状可以被精确控制。
与传统的挤压成型和注塑成型相比，热等静压工艺对工件的尺寸和形状的限制更小，因此可以实现更高的成型精度。
（4）适用范围广。
热等静压技术适用于多种金属、合金、无机材料的加工和成型。
在航空航天制造、汽车和火车制造、核能和船舶制造等行业中，热等静压技术都有着广泛的应用。
3. 应用领域热等静压技术在现代工业制造中有广泛的应用，下面是一些应用领域的例子：（1）航空航天制造热等静压技术在航空航天制造中有着非常重要的应用。
例如，将钛合金加热到高温状态，然后通过热等静压成型，可以制造出精密的航空部件，如涡轮叶片、航空发动机叶片、航空舱门等。
（2）汽车和火车制造热等静压工艺在汽车和火车制造行业中也有着广泛的应用。
钛铝粉用途
钛铝粉用途
钛铝粉是一种由钛和铝两种金属制成的粉末材料。
它具有许多重要的用途和应用。
以下是钛铝粉的主要用途。
首先，钛铝粉广泛应用于冶金工业。
钛铝粉可以用于制备合金材料，这些合金具有较高的强度、耐腐蚀性和高温性能。
例如，钛铝合金被广泛应用于航空航天、汽车和船舶制造中。
此外，钛铝粉还可以用于制备高性能的耐火材料，在高温环境下具有良好的抗压、抗腐蚀和隔热性能。
其次，钛铝粉在化工工业中也有重要的应用。
由于钛铝粉具有较高的反应活性，可用于生产各种化学品和化学催化剂。
钛铝粉在有机合成中被广泛用作催化剂，可促使化学反应更快地进行，提高产率和减少副产物。
此外，钛铝粉还可以用于制备阻燃剂、涂料添加剂和陶瓷材料等。
此外，钛铝粉还广泛应用于能源领域。
钛铝粉可以用于制备高效的储能材料，如钛铝电池。
钛铝电池具有较高的能量密度、长寿命和良好的循环稳定性，可以用于储存太阳能和风能等可再生能源。
此外，钛铝粉还可以应用于催化剂领域，如针对氢能源开发的催化剂研究。
另外，钛铝粉还有一些其他的应用领域。
例如，钛铝粉可以用于制造火花粉末喷涂材料。
这种材料具有高温耐磨和耐腐蚀等特性，可以用于表面修复、防护和增强材料的性能。
此外，钛铝粉还可以应用于3D打印技术中，用于制造复杂形状
的金属构件。
总之，钛铝粉具有广泛的应用领域和重要的用途。
它在冶金、化工、能源和其他领域中都起到了重要的作用。
随着科学技术的不断发展，人们对钛铝粉的研究和应用将会更加深入，为各个领域的发展带来更多的机遇和挑战。
热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响
热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响相敏;韩志宇;闫飞;赵霄昊;左振博;王晨;宋嘉明;刘洋【摘要】以Ti-6Al-4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP)制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al-4V合金块体的组织和性能进行研究.结果表明:Ti-6Al-4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相+片条α相以及少量β相组成?升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此平行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发生明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间.%High quality spherical powder was prepared by plasma rotating electrode process(PREP) with Ti-6Al-4V bars as raw materials.The powders were pressed into blocks by the near net forming process of hot isostatic pressing, and the microstructure and properties of the titanium alloy blocks were studied.The results show that the microstructure of Ti-6Al-4V alloy block made by hot isostatic pressing is mainly composed of equiaxed α phase+strip α phase and a small amount of β phase composition.When the heating rate i s fast, mainly inside the particles is strip α phase, and the α phase in the same beam are paralleled to each other and arranged in the same orientation.The grain boundary is mainly equiaxed α phase, and the mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy block made by hot isostatic pressing are better than the forgings.When the rising rates of heat and pressure are small, the microstructure gets coarsen obviously and the mechanical properties are between forgings and castings.【期刊名称】《钛工业进展》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】3页(P30-32)【关键词】热等静压;Ti-6Al-4V;粉末冶金;等离子旋转电极雾化法;显微组织;力学性能【作者】相敏;韩志宇;闫飞;赵霄昊;左振博;王晨;宋嘉明;刘洋【作者单位】西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018;西安欧中材料科技有限公司,陕西西安 710018【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3早在20世纪70年代，钛合金粉末冶金技术就被称为先进钛合金材料制备成形技术[1]。
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航空航天热等静压用球形钛及钛合金粉末
一、材料简介
球形钛及钛合金粉末是一种由纯钛或钛合金原材料制成的微米级粉末。
其形状呈球形或近似球形，球度高且晶粒尺寸均匀，表面光洁度高。
其化学成分为Ti和Ti合金，具有良好的高温抗氧化性能、高强度、高
硬度等特点。
二、应用领域
航空航天热等静压用球形钛及钛合金粉末广泛应用于航空发动机、航
空航天推进系统、导弹发动机等高温高压环境下的关键部件制造。
其
抗氧化性能强，能够在高温高氧化性环境中长期稳定工作，同时其高
强度和高硬度也能够满足高压环境下对材料的要求。
三、制造工艺
制造球形钛及钛合金粉末的方法有多种，包括气相凝聚法、机械合金
化法等。
其中，气相凝聚法是目前广泛采用的制备球形钛及钛合金粉
末的方法，其过程中原材料经过高温高压的物理处理，使其逐渐蒸发
凝聚成为微米级的球形粒子。
四、性能测试
检测航空航天热等静压用球形钛及钛合金粉末的性能是其广泛应用的
前提。
目前常用的测试指标包括化学成分分析、晶粒尺寸测定、球度
检测、热处理性能测试、高温抗氧化性能测定、高温抗拉强度及硬度
测试等。
五、未来发展趋势
随着航空航天领域的不断发展和对高性能材料的需求不断增加，球形钛及钛合金粉末的应用前景也越来越广阔。
未来，其制造工艺将进一步优化，性能测试标准也将更加严格，同时会有更多的应用方向得到拓展。
六、结语
总的来说，航空航天热等静压用球形钛及钛合金粉末是一种具有广泛应用前景的材料。
其作为一种高性能材料，已经在航空航天、导弹等领域发挥着重要作用。
未来随着技术的创新和应用领域的拓展，其应用前景也将越来越广泛。