钛及钛合金大规格棒材换向镦拔工艺研究
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。
钛及钛合金的表面处理研究进展

钛及钛合金的表面处理摘要:本文对钛及钛合金的表面处理的方法进行了综述,随着钛合金在航天航空、舰船、石油、化工以及其他行业的不断应用,世界各国尤其是发达国家和发展中国家的研究工作者为克服钛合金的缺点正做着各种尝试和努力,钛合金的表面处理方法也取得了长足的进展。
关键词:钛及钛合金表面处理研究方法1 引言钛及钛合金具有低密度、良好的耐腐蚀能力、高比强度以及令人满意的生物相容性,在航空航天、化工、生物医学等领域得到广泛的应用,并为社会带来巨大的经济效益。
然而,钛及钛合金表面硬度低,在滑动摩擦条件下摩擦力学性能差,特别是抗摩擦和磨损性能较差的钛合金,严重地限制了其应用范围。
为了有效地利用钛合金的优良性能,对其进行表面处理,是一种改善钛合金缺陷使其最大限度地发挥其优势的重要措施之一。
2 表面处理方法2.1 电镀在钛合金表面主要有镀镍、镀硬铬、镀银等,镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。
电镀前必须对钛合金表面进行预处理,膜层与基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问题,要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层,镀覆预处理是非常重要的步骤,而预处理的关键是“活化成膜”处理,若选择适宜的预处理方法,既能简化工艺,又能保证和提高镀覆层与基体的结合强度[1]。
2.2 交流微弧氧化微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。
它从阳极氧化发展而来.但它施加了几百伏的高压,突破了阳极氧化对电压的限制。
该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷,并获得较厚的氧化物膜。
对钛合金表面微弧氧化,获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。
改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能,在许多领域具有很好的应用前景[2]。
2.3 表面氧化处理一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金Co、Cr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差,而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。
因此,新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理,以提高其抗磨性。
tc4钛合金热处理工艺的研究现状及进展

装备制造与教育第三十三卷二O 一九年第三期︵总第一百一十五期︶装备制造与互联网主持:杨洪富周杰EQUIPMENT MANUFACTURING AND EDUCATION钛合金为同素异构体合金,有密排六方晶格的结构的α钛和体心立方结构的β钛。
随着钛合金的温度改变,组织结构发生变化,会形成α相和β相钛,在一定温度下形成α+β相组织钛合金,也称双相钛合金,我国用TC表示。
TC4钛合金属于Ti-Al-V系合金,其具有密度小、比强度高和良好的耐腐蚀性能等优点,广泛应用于航空航天、汽车、化工和船舶等行业[1-9]。
近几年国内对TC4钛合金热处理工艺研究取得了较大成果,但鲜有总结近几年TC4钛合金热处理工艺的研究现状的文章,因此作者将对TC4钛合金热处理工艺的研究现状及未来发展方向做出阐述。
1固溶处理TC4钛合金在固溶处理前是典型的α+β型钛合金但具有冷轧成型加工困难和耐磨性差等缺点[10],对其进行固溶处理是为了获得稳定的等轴α相,TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展※孟宪伟,赵锦秀,程建雄,简勇,刘世铎(四川工程职业技术学院材料系,四川德阳618000)[摘要]阐述了TC4钛合金热处理工艺研究现状,分析固溶处理中固溶温度和冷却速率、时效处理中时效温度和时效时间对TC4钛合金的综合力学性能的影响,并针对深冷处理减少残余奥氏体的方法进行总结。
最后,提出TC4钛合金热处理工艺未来研究方向。
[关键词]TC4钛合金;热处理工艺;固溶;时效;深冷处理中图分类号:TG146.1+3文献标志码:AThe Research Status and Progress of Heat-treatmentProcess for TC4Titanium AlloyMeng Xianwei,Zhao Jinxiu,Cheng Jianxiong,Jian Yong,Liu Shiduo(Sichuan Engineering Technical College,Deyang,Sichuan,618000,China)Abstract:The research status of heat treatment process of TC4titanium alloy was expounded,and the effectsof solution temperature and cooling rate,aging temperature and aging time on the comprehensive mechanicalproperties of TC4titanium alloy were analyzed,and the methods of cryogenic treatment to reduce residualaustenite were summarized.Finally,the future research direction of TC4titanium alloy heat treatment processis proposed.Key Words:TC4titanium alloy;heat-treatment process;solid solution;aging;cryogenic treatment[收稿日期]2019-07-20[作者简介]孟宪伟(1989-)男,硕士研究生,四川工程职业技术学院材料系助教;研究方向:新材料的制备及性能探究。
TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展

冶金冶炼M etallurgical smeltingTC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展郭 凯,何忝锜,和 蓉(西安西工大超晶科技发展有限责任公司,陕西 西安 710200)摘 要:本文首先针对TC4钛合金的热处理工艺,当下在固溶处理(固溶温度、冷却速率)、时效处理(时效温度、时效时间)、深冷处理,这几方面的研究现状进行了分析,然后针对这些研究的现状,在未来的发展趋势上提出了几点分析,以供各位业界同仁参考和指导。
关键词:TC4钛合金;热处理;工艺中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)07-0016-2Research status and progress of heat treatment process of TC4 titanium alloyGUO Kai, HE Tian-qi, HE Rong(Xi'an xigongda Chaojing Technology Development Co., Ltd,Xi’an 710200,China)Abstract: In this paper, the heat treatment process of TC4 titanium alloy, the current research status of solid solution treatment (solution temperature, cooling rate), aging treatment (aging temperature, aging time), cryogenic treatment were analyzed, and then in view of these research status, several analysis on the future development trend were put forward, for your reference and reference Guide.Keywords: TC4 titanium alloy; heat treatment; process近些年来我国对TC4钛合金,在热处理的工艺研究上,取得了一些比较大的成果,TC4钛合金因此被广泛的应用到了汽车、航空航天、化工、船舶等一些行业。
钛合金加工

钛合金加工钛合金加工是一种高级金属加工工艺,用于将钛合金材料加工成各种形状和尺寸的零件或产品。
钛合金具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能,因此广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗器械等领域。
本文将介绍钛合金加工的工艺流程、常见的加工方法和注意事项。
一、钛合金加工的工艺流程1. 材料准备:选择合适的钛合金材料,包括纯钛和钛合金。
钛合金的成分可以根据具体需求进行调整,以满足不同的性能要求。
2. 材料切割:将钛合金材料切割成所需的形状和尺寸。
常用的切割方法包括锯切、激光切割和水刀切割等。
3. 热处理:对切割后的材料进行热处理,以提高材料的硬度和耐磨性。
热处理过程包括加热、保温和冷却等步骤。
4. 成型加工:将热处理后的材料进行成型加工,包括冷冲压、热冲压、挤压和锻造等。
这些工艺可以将钛合金材料加工成各种复杂的形状和结构。
5. CNC加工:采用计算机数控(CNC)加工技术对钛合金进行精密加工。
这种加工方法可以实现高精度、高效率的加工,适用于制作钛合金零件的高要求。
6. 表面处理:对加工完成的钛合金零件进行表面处理,以提高其装饰性和耐腐蚀性。
常用的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂和化学镀等。
7. 装配和检测:将加工和处理完毕的钛合金零件进行装配,并进行质量检测。
这些检测方法包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。
二、常见的钛合金加工方法1. 机械加工:包括车削、铣削、钻孔和车床加工等。
这些方法适用于加工大尺寸和复杂形状的钛合金零件。
2. 焊接:钛合金的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
在焊接过程中,需要注意保护气氛和控制焊接温度,以确保焊接质量。
3. 粉末冶金:将钛合金粉末制成复杂形状的零件。
这种方法可以实现高精度、高效率的生产,适用于批量生产钛合金零件。
4. 热等静压:将钛合金粉末经过高温和高压的作用,使其烧结成密实的零件。
这种方法可以得到高致密度、高强度的钛合金零件。
5. 化学加工:例如化学刻蚀、电解抛光和化学蚀刻等方法,用于对钛合金零件进行表面清洁和加工处理。
加工工艺对TA10大规格棒材力学性能的影响

加工工艺对TA10大规格棒材力学性能的影响王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【摘要】本文采用不同的锻造工艺分别生产不同氧含量TA10钛合金大规格棒材,时其组织及性能进行了对比研究.发现间隙元素氧含量对大规格棒材室温塑性影响很大,随着氧含量的增加,严重的晶格畸变强烈阻碍位错运动,增加强度的同时严重降低材料塑性.此外,随着锻造温度的降低,两相区变形程度增加,可获得均匀细小的等轴组织,该组织具有良好的综合力学性能.实验结果表明:由于氧含量与锻造工艺的不同,导致同规格棒材组织性能存在较大差异.合理控制氧含量,并采用低温大变形锻造工艺生产的大规格TA10钛合金棒材晶粒尺寸可以控制在35μm以内,且综合力学性能优异.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P43-45)【关键词】TA10钛合金;大规格棒材;锻造工艺;氧含量;力学性能【作者】王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【作者单位】宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3工作单位:宝鸡钛业股份有限公司研究方向:从事金属材料工艺研究联系方式:************, E-mail:****************TA10(Ti-0.3Mo-0.8Ni)属于近α型钛合金,其微量元素钼、镍可以形成比纯钛低的阴极超电压,可明显提高工业纯钛的抗缝隙腐蚀和点腐蚀能力,且价格远远低于高成本的TA9钛合金,因而常用于化工行业,如生产氯化锌的换热器,处理稀盐酸蒸汽的换热器及真空制盐装置等[1,2]。
工业科学技术论文

工业科学技术概述2008年,工业科学技术在冶金、材料、机械制造与装备、电子信息、民用航空航天、化工、建筑、纺织、轻工等领域的科研或重大科技创新与产业化项目的实施,进展顺利,取得了显著成效。
冶金工业在低品位菱铁矿选矿技术、煤气透平与高炉鼓风同轴驱动的能量回收机组的研发得到应用。
材料工业研制的高性能锆合金材料、Mo-3Nb合金单晶材料、活性超细锆粉、Ti-6Al-4V钛合金棒材、复合稀土强化耐高温钼合金、大面积薄复层TA2/Q235B复合板技术达到国际水平。
Ⅱ-VI族化合物半导体晶体材料研制取得显著成就。
机械制造与装备工业在金属锻压领域,中国重型机械研究院研制的165MN自由锻造油压机、国产首套镀锡基板轧制生产线、数控轧环机、矫直机填补了国内空白;西北工业大学经过13年的研究,开发的系列激光立体成形与修复装备的应用,解决了国家高新工程一批急迫的技术难题;陕西工业研究院等单位承担的数控机床等重大科技创新与产业化项目效果良好。
在电网工程领域,西安高压电器研究所历时5年研发的±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统,打破了国外在换流阀电气试验领域的垄断地位;西安西电变压器公司等单位研制的高压直流输电重大技术装备,使中国成为世界上少数几个可以生产该成套设备的国家之一;研制的DZ-40000/1000电力变压器达到国际先进水平;西安西电电力整流器公司研发的直流光控换流阀、电控换流阀、晶闸管在交流变直流输电中的应用节约了投资。
西安交通大学等单位历时12年研发的系列智能电器产品,实现了开关电器行业关键技术的重大创新。
电子信息技术由西安电子科技大学等单位研制的反射面天线机电集成设计软件平台,广泛应用于天线工程;西安电力电子技术研究所研制的5英寸超大功率整流管是世界上同类型电力半导体器件功率最大综合性能指标最高的整流管;西安交通大学等单位在多波混频的超快控制等方面开拓了研究的新领域;该校带电粒子束源系列关键技术的研发与应用研制的中国第一台气体和金属两用离子源等产品技术水平达到国外同等领先水平。
钛合金铸造工艺

钛合金铸造工艺钛合金是一种高强度、轻量化的材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
钛合金铸造工艺是将钛合金熔化后注入模具中,经过冷却凝固形成所需的零部件或构件的一种生产工艺。
钛合金铸造工艺主要分为砂型铸造、精密铸造和气动压力铸造三种。
1. 砂型铸造砂型铸造是将钛合金熔化后倒入模具中,冷却凝固形成所需零部件或构件的一种传统的铸造工艺。
该工艺适用于大型、复杂形状的零部件或构件的生产。
其优点是生产周期较短,成本相对较低。
缺点是表面粗糙度较高,需要进行后续加工处理。
2. 精密铸造精密铸造是通过先制备出模具,然后将钛合金在真空环境下加热至液态状态,再注入模具中进行冷却凝固形成所需零部件或构件的一种高精度、高质量的铸造工艺。
该工艺适用于小型、复杂形状的零部件或构件的生产。
其优点是表面粗糙度低,尺寸精度高,可减少后续加工处理。
缺点是生产周期较长,成本相对较高。
3. 气动压力铸造气动压力铸造是将钛合金在高温高压下注入模具中进行冷却凝固形成所需零部件或构件的一种新型铸造工艺。
该工艺适用于中小型、复杂形状的零部件或构件的生产。
其优点是生产效率高,成本相对较低;表面质量好,尺寸精度高;可同时生产多个零部件或构件。
缺点是模具制备难度大,需要先进行模具设计和制备。
钛合金铸造工艺中,还需要注意以下几个方面:1. 熔炼过程钛合金在熔炼过程中易受到氧化和污染,因此需要采用真空电弧熔化等特殊方法进行熔炼。
2. 模具制备模具制备需要考虑到钛合金的特殊性质,如收缩率大、热膨胀系数小等因素,以确保生产出符合要求的零部件或构件。
3. 后续加工处理钛合金铸造后的零部件或构件需要进行后续加工处理,如去除毛刺、磨光表面等,以提高其表面质量和尺寸精度。
总之,钛合金铸造工艺是一种重要的制造技术,可广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
在实际应用中,需要根据具体情况选择适合的铸造工艺,并注意熔炼过程、模具制备和后续加工处理等方面的问题,以确保生产出高质量的钛合金零部件或构件。
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修磨 , 再 在两相 区采用合 适 的变形速 度 、 变形 程度进行 反 复 镦 拔。最 后 在 两 相 区 拔 长、 滚 圆, 锻 制 成 0 2 0 0 mm 的成品棒材 。从成 品棒 材 上取样 , 采用 同一 热处理 制度退 火后测试棒 材 的室温 、 高温力 学性能 , 并 利用实 验后 的试样进行显 微组 织观 察 。
收 稿 日期 :2 0 1 2 — 0 9 — 0 6 ;修 回 日期 :2 0 1 2 — 0 9 — 2 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
镦 拔结 束后的低倍 组 织 照片 。观 察 图 2 、 图3 , 可 以看 出低倍 中均无 肉眼可见 的裂纹 、 夹杂 、 偏 析及其他 冶金 缺陷 , 无 清晰 晶。这表 明结合 卢单相 区及 a + 两 相 区 的锻造工 艺过程 较好 , 达 到 了细 化晶 粒 、 改善 材料内部 组织 的 目的 。坯 料完全被 锻透 , 铸 锭 内部 的疏松 、 气泡 等冶金缺 陷得 到有 效锻合 。 将 图 2与 图 3对 照发 现 , 图 2中组 织 大小 分 布不 均, 有大 的片状组 织 , 且呈 一定 的流线 分布 。说 明坯料 在 直镦直 拔过程沿 径 向从 中心 至边 部 变形 量不 同 , 变 形 不均匀 , 存在变 形死 区 , 导致坯 料在 整个横截 面上组 织 大小分 布不均 ; 而图 3 组 织大小 均匀 , 无大 的片状 组
1 . 2 实验 方 法
图2 、 图 3分别 为 T C 4合 金方 坯直 镦 直拔 和换 向
钛合 金棒材 锻造 温 度从 开 坯 到成 品 , 必 须逐 渐 由 高 到低 , 特 别是成 品 锻造 前 的 两次 加 热更 应 该严 格 控 制 其加热 温度 和加热 时间 , 同时控 制好终锻 温度 , 变形
钛及 钛 合 金 大规格 棒 材换 向镦 拔 工 艺研 究
侯 鹏 ,李 维 ,李 进元 ,蒲 宣 ,王宏 权 ,郭 征
( 西部 材 料 有 限 责任 公 司 ,陕 西 西安 7 1 0 2 0 1 )
摘 要 :通 过 高 低 倍 、力 学 性 能 等 实验 方 法 ,分 析研 究和 对 比采 用换 向镦 拔 和 直镦 直 拔 加 工 生 产 钛 及 钛 合 金 大
规格 尺 寸棒 材 时 ,加 工 方 式 对 材 料 组 织和 性 能 的 影 响 。实 验表 明 :换 向镦 拔 后 材料 的组 织 和 性 能 优 于 直镦 直
拔 ,低 倍 组 织 均 匀 ,无 肉眼 可 见 的 清 晰 晶 、大 的 片状 组 织 和 显微 组 织等 轴 化 程度 好 ,无 大 的 片 状 晶 粒 、 连 续 晶界及 明 显 的流 线 ; 室温 、 高 温 力 学性 能等 综 合 性 能都 符 合 且超 出标 准 要 求 。 关 键 词 :换 向镦 拔 ;显 微 组 织 ;钛 合 金 ;机械 性 能
然后在 相 变点 以上 4 0℃ ~7 O℃进行 二 火镦 拔 , 空 冷
气 机盘 、 叶片 等 承受 大 压力 的旋 转 件 ] 。 自由锻是 锻 制 钛及钛 合金棒 材 、 饼材 及 环 材 等 的主要 加 工 方法 之 换 向镦 拔作 为 自由锻 的一 道 工序 在 自由锻 造加 工 过 程 中使 用广泛 , 在 大规 格 棒 材 加工 生 产过 程 中它 是 必 须采用 的一道 关键 工序 。钛及 钛合金 的线膨胀 系数 小、 抗拉 强度 高 、 金属 流 动性 差 , 所 以对 于大 规 格坯 料 若 在加工 过程 中采用 直 墩直 拔 , 会 造 成 金属 变形 不 均 匀、 强度低 、 塑性 差L 2 ] , 而采用换 向镦 拔 , 在锻 造过程 中 能 使得整 个坯料 截 面获 得非 常 均 匀 的组 织 , 从 而提 高 产 品 的综 合性 能 。
要 均匀 、 速 度适 中。
首先 , 铸锭在 l 1 5 0 o C制 坯 , 经 轴 向拔 长 至 方 坯 后, 空冷修磨 带锯 下料 。方坯 分两组 , 一组采 用换 向镦 拔工 艺 , 一 组采用 直镦 直拔 工 艺 。铸 锭在 a 十 相 变 点 以上大 变形 , 变 形抗力 小 , 塑性高 , 锻透性 好 , 铸造 的
作 行简 介 :侯 鹏 ( 1 9 8 4 一 ) ,男 ,陕 西两 安 人 .助 理 工程 师 ,硕 上 , 主要 从 事钛 及 钛 合 金等 有 色 金 属方 面产 品 的技 术研 发 作 。
第l 期( 总第 1 7 6 期)
2 0 1 3年 2 月
机 械 工 程 与 自 动 化
ME CHANI CAI ENGI NEERI NG &. AUTOM ATI ON
No.1
Fe b .
文章 编 号 : 1 6 7 2 — 6 4 1 3 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 1 3 2 — 0 2
1 实 验 材 料 及 实 验 方 法
1 . 1 实验 材 料
2 实验 结 果 及 分 析
2 . 1 低 倍 组 织
实验 采用西 部钛业 公 司生产 的 T C 4钛合 金铸 锭 ,
铸 锭相 变点 为 9 8 0 o C~ 9 8 5℃ , 其 外 观 如 图 1所示 。 铸锭 经扒 皮 、 取样 、 探伤后 切除 冒 口, 扒 皮后 的成 品铸锭 外径为 秭 9 0 mm, 并经 中分锯 切后 转入后 序锻造工序 。
中 图分 类 号 :T G 3 1 6: TG1 4 6 . 2 3 文 献标 识 码 :A
0 引言
粗大组 织基本 被破 碎 , 得到较均匀、 细小 的纤 维 组织 。
钛及 钛合 金具 有熔 点 高 、 密 度小 及 强度 高 等 主要 特点, 被 广泛应 用于航 空发 动机结 构 中 , 如用 于制 造压