高温钛合金

摘要： 在Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α合金的基础上,通过改变Sn的含量,制备出了4种不同Sn含量Ti-6 Al-xSn-4Zr-1Mo-0.8Si-0.5B高温钛合金(x=2,4,6,8).采用XRD、SEM和TEM对样品的结构和组成进行表征,采用电子万能材料试验机对样品的力学性能进行测试分析.XRD分析可知,4种不同Sn含量的高温钛合金均由单一的α相组合而成;SEM和TEM分析发现,4种高温钛合金样品均由板条α相组成,随着Sn含量的增加,α板条的宽度从0.3μm左右逐渐增加到0.6μm左右;力学性能分析发现,随着Sn含量的增加,高温钛合金的屈服强度呈现逐渐上升的趋势,抗拉强度呈现先上升后下降的趋势,延伸率呈现逐渐下降的趋势.当Sn含量为8％(质量分数)时,高温钛合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为1466.74,1560.38 MPa,0.68％.

摘要： 钛具有良好的耐腐蚀性,钛合金材料广泛应用于航空发动机压气机部件制造,随着发动机性能的提升,对钛合金使用温度提出更高的要求.文章介绍国际上高温钛合金发展研究现状,讨论合金化学成分与应用情况,总结高温钛合金发展方向.

摘要： 钛合金具有比强度高、密度小、耐腐蚀等一系列优异特性,是一种理想的结构材料,在航空、航天、舰船等领域应用日益广泛。先进钛合金结构材料的研究与应用水平在很大程度上决定了军民飞机、发动机、载人潜水器等高科技装备的发展水平。高温钛合金结构材料、高强韧钛合金及复合材料、先进钛合金设计方法、先进钛合金材料加工方法等是本领域的研究重点。2021年10月18日,“2021新材料国际发展趋势高层论坛--先进钛合金结构材料分论坛”在宁波成功召开,本次分论坛由西北有色金属研究院、南京工业大学、北京理工大学、中国船舶集团有限公司第七二五研究所和《中国材料进展》杂志社联合承办,由赵永庆教授、程兴旺教授、常辉教授担任分论坛秘书长。

摘要： 中国航发北京航空材料研究院是我国较早开展钛合金及其制造精确成型技术研究的单位,是航空航天系统的专业化钛合金材料研究单位,其中铸造钛合金及其精确成型技术专业至今已有50余年的历史。铸造钛合金技术中心(以下简称中心)主要从事航空航天、汽车船舶等行业用常规钛合金、高温钛合金、高强钛合金、钛铝系金属间化合物等轻质高温高强材料研制及其精确成型技术研究和产品研制,是北京市先进钛合金精密成型工程技术研究中心。

摘要： 本文采用氢化钛为原料应用粉末冶金法制备高温钛合金,探究在变形温度为750~900°C、变形量为50%、应变速率为0.1s^-1和1s-1的压缩条件下,不同钨含量对高温钛合金高温塑性的影响。结果表明,合金在高温压缩后整体组织类似于网篮组织,α相片层间距明显减少,晶粒有所细化,应变速率较低时(0.1s^-1),钨可提高合金的流变应力。当钨含量为0.5%时,合金最大流变应力为423.1MPa;当应变速率较高时(1s-1),随着钨含量的增加,其流变应力先增加后减少,当钨含量为0.5%时,合金流变应力最大为505MPa。

摘要： 通过摩擦氧浓度方法点燃涂覆NiCrAl/YSZ/NiCrAl-B.e复合涂层的TC11钛合金,采用XRD,SEM,EDS及EPMA等微观表征方法对其燃烧产物进行分析,进而探讨复合涂层对燃烧行为的影响机理.结果 表明:燃烧试样的基体从中心孔沿径向往外呈分区组织演变特征,中心孔处的钛合金基体是着火源;当燃烧程度较低时,YSZ中间层对钛合金燃烧行为的影响较小;当剧烈燃烧时,YSZ中间层通过分解反应而在钛合金熔体中大量溶解,为钛合金熔体提供了O和Zr,加速了Ti与O的快速结合,同时ZrTiO4燃烧产物的阻氧能力比TiO2差,从而大大促进了钛合金的扩展燃烧.

摘要： 采用摩擦氧浓度点燃方法,研究YSZ+NiCrAl-B.e复合涂层对TC11钛合金抗点燃性能的影响,并结合摩擦磨损分析和非稳态热传导计算,探讨复合涂层的阻燃机理.结果表明:YSZ+NiCrAl-B.e复合涂层显著提高了钛合金的抗点燃性能,其临界着火氧浓度约为钛合金基体的2.3倍;钛与复合涂层构成摩擦副的摩擦性能高于钛与钛;NiCrAl-B.e层对提高钛合金抗点燃性能的影响不明显.摩擦点燃过程中,YSZ层能够大幅度降低钛合金基体的温度升高,阻隔了热量的快速传输,从而起到延迟点燃钛合金的作用,在这个意义上,该体系涂层中YSZ层是阻燃层,热量阻隔是主要的阻燃机理.

摘要： 高温钛合金具有密度低、比强度高、良好的高温力学性能等特点,能提高航空发动机的推重比,被广泛应用于航空领域中.文章介绍了应用在航空领域的高温钛合金和其优异的性能,以及高温钛合金在航空发动机和航空相关部件上的应用,最后分析和展望了高温钛合金未来的发展方向.

摘要： 高温钛合金Ti150是针对高性能发动机的设计需求而研制的能在600°C环境下长期服役的新型高温钛合金,本文针对高温钛合金Ti150材料采用B-Ti57CuZrNi非晶箔带作为中间层合金进行了真空钎焊与扩散处理连接工艺研究.通过扫描电镜及力学性能试验对接头组织及接头性能进行了测试分析,实验结果表明:B-Ti57CuZrNi非晶箔带作为中间层合金,采用真空钎焊工艺合理可行,钎焊接头室温抗拉强度950MPa,高温500°C钎焊接头的抗拉强度达到670MPa,高温550°C钎焊接头的抗拉强度达到590MPa,焊接接头室温拉伸断口总体为脆性断裂,断裂于焊缝,焊接接头高温500°C、550°C拉伸断口均断于基体.

摘要： 高温钛合金抗变形能力大,在成形大型盘类锻件的过程中,经常出现充不满、成形载荷大、变形不均匀等缺陷.因此,首先利用有限元模拟获得最优的预锻坯高径比,随后结合正交试验法、BP神经网络和遗传算法在最优高径比的基础上对预锻件进行局部优化,得出最优的预锻坯.结果表明,中心区域带凹坑的预锻坯可以有效的减小锻件中心的大变形区,且制坯所采用的锥形砧的尺寸对锻件的变形量影响很大;预锻件高度为250mm,锥形砧小头半径x1=80mm、凸台高度x2=60mm、大头半径x3=100mm时,终锻件的成形载荷为312MN.优化后成形载荷明显降低,未充满缺陷消除,同时锻件的变形均匀性得到改善,整体变形量控制在了40％-60％之内.

摘要： 研究了一种使用温度在600～650°C的高温钛合金超塑性板材的显微组织和力学性能.结果表明,通过优化板材的轧制工艺,该合金板材的显微组织细小均匀,晶粒尺寸在10μm左右.板材的室温强度和塑性具有良好的匹配,室温抗拉强度Rm≥1100MPa,室温延伸率A％≥10.0,600oC抗拉强度Rm≥650MPa,650°C抗拉强度Rm≥550MPa,同时,板材在960°C左右具有良好的超塑性性能,超塑性延伸率最高可达468％.

摘要： 介绍了紧固件用高温钛合金Ti55和Ti60丝材制备及热加工-热处理对其显微组织和力学性能的影响.结果表明,选取适当热加工工艺,可获得形状及尺寸满足紧固件制备要求的丝材.通过固溶时效处理,Ti60钛合金丝材的室温抗拉强度不低于1030MPa,650°C抗拉强度不低于550MPa;对Φ17mm轧棒热处理后650°C蠕变、持久测试表明,在应力为420MPa时,持久断裂时间大于3小时;蠕变时间0.75小时的残余蠕变小于2％.初步研究表明Ti60钛合金丝材可以作为高温紧固件的候选材料.

摘要： 研究了HTi-700高温钛合金的热处理工艺,主要分析不同时效工艺和固溶加时效等多重热处理对HTi-700合金的组织,不同状态下的力学性能关系.结果表明:不同热处理制度下使各相的尺寸、分布、数量及形貌发生很大变化,使高温性能也发生相应的变化,尤其多重热处理工艺获得"掺混"组织使高温蠕变高温持久等性能得到大大改善.

摘要： 高温钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等诸多优点,在航空发动机上得到了广泛的应用.本工作在原有的Ti1100合金基础上,利用"团簇加连接原子"结构模型进行成分分析与优化,得到团簇式为Al-(Ti13.7Zr0.3)-(Al0.69Sn0.18Mo0.01Ta0.01Nb0.01Si0.1的高温钛合金,在3.5％NaCl中性溶液中表现出很好的抗蚀能力,并且在650°C和800°C高温氧化100h表现出较强的抗氧化能力.

摘要： IMI834钛合金是英国罗罗公司研发用于航空发动机关键零部件的600°C高温钛合金.本文通过对合金开展不同制度退火热处理,并对合金组织和室温以及600°C拉伸性能进行对比分析,总结了冷却方式、时效温度和时效时间对合金组织及性能的影响规律,探讨了退火态组织的强化机制.结果表明退火热处理冷却速率较低,过饱和β基体在冷却过程发生β→α转变,没有形成过饱和的α'马氏体,因此难以在时效过程中形成细小的次生α相,尽管经过980°C退火+750°C时效热处理,合金600°C抗拉强度仅能达到615MPa,但室温延伸率超过16％,通过提高固溶温度,降低初生α相含量,以及降低时效温度,强化次生α相,最终合金600°C抗拉强度提升至630MPa,室温延伸率保持为13.5％,强度和塑性匹配度提升.

摘要： 提高军用航空发动机推重比,特别是减轻质量,将越来越多地依赖高比强度、低密度、高刚度和耐温能力强的先进材料.综述了国外正在研制和应用的树脂基复合材料、高温钛合金、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料,重点介绍了这些先进材料在航空发动机减重上发挥的作用.

摘要： 本实验采用100Hz左右的频率测试Ti-600合金室温高周轴向应力疲劳性能,结果表明,K=1,R=-1时,合金的疲劳强度为315MPa.合金疲劳变形时,主要是交滑移起作用.合金的α/β片层相界面是发射位错的源头.外力作用下,位错发生交割、分解、钉扎等反应,或者弯曲运动形成"弓"形位错,并在α相内形成复杂的位错网络.

摘要： 本发明公开一种钛合金和高温合金加工用的涂层刀具及其制备方法，所述涂层刀具的涂层为Me‑B‑N涂层，该钛合金和高温合金加工用的涂层刀具的制备方法，包括以下步骤：基体预处理步骤：将刀具进行清洗干燥后，送入腔室；腔室抽真空步骤：通过机械泵和分子泵抽真空；离子刻蚀步骤：向腔室内通入高纯Ar，保持腔室内加热器温度，加负偏压，对基体进行离子刻蚀，去除刀具表面的氧化皮和疏松层；沉积Me‑B‑N系涂层步骤：向腔室内连续通入高纯N2和高纯Ar，同时保持腔室内加热器温度恒定，基体加负偏压，采用磁控溅射技术或电弧等离子体技术，沉积具有一定厚度的Me‑B‑N系涂层；冷却取样步骤：开启炉体循环冷却系统，待腔室在真空状态下冷却后即可打开腔室，取出工件。

摘要： 本发明公开了一种连续梯度钛合金与镍基高温合金复合材料的制备方法，所述方法为：将钛合金粉末与镍基高温合金粉末以梯度变化的质量比充分混合，按梯度变化的顺序将各质量比的混合粉末按所需厚度依次放入粉末仓，将粉末仓固定于超声辅助振动平台上，通过超声振动使不同质量比混合粉末之间的界面均匀化，再基于激光选区熔化技术打印得到钛合金与镍基高温合金复合材料，复合材料过渡区域的成分呈连续变化。本发明使用超声振动辅助方式，使过渡区中不同梯度层间界面的粉末成分分布均匀，在不需要换粉的情况下连续采用激光选区熔化技术制备出具有连续梯度结构的钛合金‑镍基高温合金梯度复合材料，从而有效避免样品的组织出现明显界面。

摘要： 一种钎焊钛合金与镍基高温合金的方法，涉及一种钎焊异种合金的方法。本发明是要解决现有的TA15钛合金与K4648镍基高温合金的钎焊连接方法所得到的焊接接头室温力学性能差的技术问题。本发明以TiZrCuNi钎料为基，再通过球磨混粉的方法在其中添加增韧纳米Nb颗粒。由Ti‑Nb的二元相图可知，Ti和Nb完全固溶，因此加入的增韧纳米Nb颗粒和钎料具有很好的相容性。采用本发明的TiZrCuNi/Nb复合钎料对TA15钛合金与K4648镍基高温合金均实现了成功连接，当在890°C的钎焊温度条件下保温10min，钎料成分为TiZrCuNi/10wt.％Nb

摘要： 本实用新型公开了一种小规格钛合金、高温合金棒材电液锤滚圆装置，包括储物柜、底座与上模具，所述储物柜的一侧固定连接有置物板，所述置物板的表面通过孔洞插接有连接柱，所述储物柜的上表面固定连接有工作台。该小规格钛合金、高温合金棒材电液锤滚圆装置，与现有的小规格钛合金、高温合金棒材电液锤滚圆装置相比，通过底座、模具、锤压机的组合设置，解决了电液锤滚装置在使用中操作复杂、人力成本高、使用期限短的难题，该小规格钛合金、高温合金棒材电液锤滚圆装置，与现有的小规格钛合金、高温合金棒材电液锤滚圆装置相比，通过工作台、机械臂、曝光灯的组合设置，解决了电液锤滚装置在使用中易放生安全隐患的难题。

摘要： 本实用新型公开了一种钛合金、高温合金锻后冷却用支架，包括下底座，所述下底座的下表面固定连接有用于支撑该装置的支撑腿，所述下底座的上表面通过螺栓固定连接有上底座，所述上底座的上表面固定连接有用于放置砂石的连接口，所述上底座的侧面通过螺栓固定连接有排气装置，所述排气装置的外表面套接有通风管道，所述通风管道的另一端固定连接在水桶的表面，所述下底座的上表面套接有滚轴装置；该钛合金、高温合金锻后冷却用支架，设置有排气装置，可以将砂石炙烤产出的烟雾进行抽离，并抽出排放至水桶内，可以有效避免环境脏乱差，减少对环境的污染，设置有连接口，方便倒入砂石，可以保证高温合金和砂石充分接触。

摘要： 本发明提出一种适用于520°C以上高温钛合金焊接用低成本钛合金焊丝，该焊丝包含Al、Sn、Zr、Mo、Si五种合金元素，其特点是增加Si的含量，以取代Al、Sn、Zr的部分高温强化作用，从而降低这些合金元素的加入量，使焊缝区金属具有较高的变形能力，可降低高温钛合金焊缝开裂倾向，同时焊缝区金属还保持了基体材料的强度、高温持久抗力和室温变形能力。本发明在给出焊丝的成分范围之后，还针对航天工业、航空工业和薄板焊接的不同要求提出三种不同的最佳焊丝成分和热处理工艺。本发明的焊丝可采用常规工艺生产，成材率高，因此成本较低。随着高温钛合金在航空航天领域的普及应用，该焊丝的应用前景广阔，有望取得可观的社会和经济效益。

摘要： 本发明提出一种适用于520°C以上高温钛合金焊接用低成本钛合金焊丝，该焊丝包含Al、Sn、Zr、Mo、Si五种合金元素，其特点是增加Si的含量，以取代Al、Sn、Zr的部分高温强化作用，从而降低这些合金元素的加入量，使焊缝区金属具有较高的变形能力，可降低高温钛合金焊缝开裂倾向，同时焊缝区金属还保持了基体材料的强度、高温持久抗力和室温变形能力。本发明在给出焊丝的成分范围之后，还针对航天工业、航空工业和薄板焊接的不同要求提出三种不同的最佳焊丝成分和热处理工艺。本发明的焊丝可采用常规工艺生产，成材率高，因此成本较低。随着高温钛合金在航空航天领域的普及应用，该焊丝的应用前景广阔，有望取得可观的社会和经济效益。

摘要： 一种高温性能优异的硼微合金化高温钛合金及其制备方法，属于钛合金技术领域。硼微合金化高温钛合金质量百分比组份Al：6‑7％，Sn：2‑3％，Zr：8‑10％，Mo：0.4‑1.0％，Nb：0.5％‑1.2％，W：0.5％‑1.2％，Si：0.2％‑0.4％，B：0.08％‑0.2％余量为Ti，采用真空感应悬浮熔炼的方法合成制备含硼高温钛合金，设计成分配料熔炼，为获得含硼高温钛合金。对获得的合金进行表面处理，随后进行多向近等温锻造，锻造总变形量＞70％，初始锻造温度为980°C。对锻造后的含硼合金进行1010°C/1h/WQ的β相区固溶处理。本发明在保证延伸率的条件下大幅提升了合金的高温强度。

摘要： 本发明涉及一种稀土微合金化高温钛合金材料及其制备方法，该合金材料含有质量百分比为6.2％～7.3％的Al、2.2％～2.9％的Sn、8.5％～9.5％的Zr、0.45％～0.55％的Mo、0.8％～1.1％的Nb、0.8％～1.2％的W、0.25％～0.35％的Si、0.1％～0.5％的Sc，余量为Ti。通过控制合金材料成分的铝当量值，在避免产生硬脆相的同时保证合金的强度，并在该合金材料中添加稀土元素Sc来改变合金的显微组织结构，同时通过调控合金材料中硅化物的析出来提高合金的高温抗蠕变性能，使合金材料在650°C服役的抗蠕变性能优异，具有广阔的应用前景。

摘要： 一种高温钛合金铆钉用高温剪切试验工装，采用镍基高温合金GH4169，由上工装和下工装组成；所述上工装包括与试验设备上工装连接的螺纹部分和上工装剪切板，上工装剪切板上开有第一通孔；所述下工装包括与试验设备下工装连接的螺纹部分和下工装剪切板，下工装剪切板上开有第二通孔。本实用新型既解决了铆钉能铆接成形在试验工装上，同时也实现了在高温环境下的剪切强度测试，能保证工装的高温强度及稳定性；在高温环境下测试时因自身强度较高，从不会出现变形甚至破坏，对铆钉测试的高温剪切强度不会出现较大偏差，能真实的反映铆钉的高温特性。