钛合金铸造的研究进展与挑战

摘要:钛及钛合金因其优异的比强度、耐腐蚀性和高温性能,在航空航天、海洋船舶和汽车等高端制造领域中具有重要应用。钛合金具有高熔点和反应活性强等特点,在铸造生产中对熔炼工艺、铸型材料等方面有较高要求。近年来,钛合金铸造技术取得显著进展,包括熔模铸造、石墨型铸造、砂型铸造及快速铸造、反重力铸造等多种工艺。此外,铸造模拟仿真技术和热等静压技术的应用,为钛合金铸件性能优化和质量提升提供了重要保障。本文综述了钛合金铸造的主要研究进展,探讨了不同铸造工艺的优势和局限,总结了钛合金铸造面临的机遇和挑战。

多孔镁合金制备技术研究进展与展望

摘要:多孔镁合金因其具有多孔结构,轻量化效果显著,电磁屏蔽性能好,减震、吸能和消声性能佳,抗腐蚀破坏能力优于块体镁,以及生物相容性能优异而逐渐受到工业界重视,在工业高端领域具有较大的应用潜力。梳理了目前多孔镁合金在航空航天、轨道交通、国防军事、生物医用、电子3C、能源开发、机器人和无人机等领域的应用情况。针对多孔镁合金制备技术进行了系统的总结,分析了各制备技术的特点和研究进展,指出了各自的优势与弊端。最后,展望了多孔镁合金制备技术的未来发展方向。

铸造铝合金耐蚀性能研究进展与展望

摘要:铸造铝合金作为用量最广泛的铝合金种类之一,其服役环境复杂多变。合金在海洋或潮湿环境下服役时通常面临腐蚀引起的结构破坏、寿命降低等问题,通过适当的方法改变其微观结构,影响表面钝化膜的成分和结构,可使合金的耐腐蚀性提升。本文综述了近年来铸造铝合金耐蚀性的研究进展,重点讨论了合金元素(如Cu、Si)、热处理工艺及钝化膜的作用。总结了强阴极性元素Cu、Si 会加剧电偶腐蚀,而通过微合金化(添加微量稀土/过渡金属)调整第二相组成,或采用固溶处理减少电化学反应界面均可以提升耐蚀性;表面钝化膜的失效机制(如Cl- 诱导点蚀)可通过多种模型解析。最后,针对铸造铝合金钝化膜问题,提出了若干待解决的开放性问题及研究方向建议。

高性能大型铝合金铸造技术现状及展望

摘要:铝合金材料在航空航天领域占据重要地位,且航空航天铸件朝着精密、薄壁轻质化、结构一体化及高性能方向发展。了解并掌握大型铝合金复杂产品制造技术至关重要。铸造工艺在大型复杂薄壁产品领域具有明显优势,本文系统梳理了大型复杂铝合金铸件生产中的瓶颈问题,并归纳了大型铝合金铸件国内外研究现状。从铸件材料、熔体处理、热处理、组织调控及铸造生产装备等方面总结分析了其研究现状,为高性能、高精度大型铝合金铸件的开发及应用提供相应的解决思路。针对未来大型铝合金复杂铸件制造技术的发展,从现有应用材料和新型高强铝合金的角度出发进行了展望。

铝电解槽技术发展动态综述

摘要:随着全球金属工业和新能源技术的不断发展,铝电解槽作为铝电解生产的核心设备,其技术进步对于降低能耗、提升产品质量、节能降碳具有重要意义。本文基于近年来国内外铝电解槽技术的最新动态,详细阐述了大型化技术、节能降碳技术、高阳极电流密度技术以及槽控与智能化技术的发展现状和应用案例。通过对SY系列电解槽技术演进、国外预焙槽技术以及前沿的惰性阳极和低温电解质体系的研究,探讨了铝电解槽技术在优化工艺、提升效率及应对环境挑战方面的关键问题。最后,对未来铝电解槽技术的发展趋势进行了展望,认为通过多项技术集成和跨领域协同,铝电解工艺有望实现更高效、低能耗、智能化及环保化的转型升级。

增材制造钛合金的组织及性能研究进展

摘要:钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金组织及性能的研究进展。分析了合金化、热处理以及激光冲击强化对增材制造钛合金组织及性能的影响,并展望了下一步钛合金增材制造的研究方向,以期为今后的研究提供参考。

钛合金氢脆及防护技术

摘要:钛作为过渡金属对氢有极强的敏感性,微量氢可能导致钛合金发生氢脆,影响其作为液氢储罐、焊接承力架、飞机机身和航空紧固件等的服役性能。简述了氢在钛合金中的扩散与溶解行为,分析了航空用钛合金中氢的来源;基于氢增强脱粘、氢致局部塑形、应力诱导氢化物开裂和吸附诱导位错发射4 种常用理论,重点阐述了氢在α-Ti、β-Ti和(α+β)-Ti 这3 类钛合金中的作用机制,概述了影响钛合金氢脆的主要因素(如温度、应力等)。最后,从热处理、组分设计、结构优化、表面强化和涂镀层等方面综述了提高钛合金耐氢性能的防护措施,以期为钛合金在航空领域与能源领域组件或装备的选材与有效预防氢脆提供理论依据。

镁合金变形机制及室温塑性调控策略研究进展

摘要:较低的室温塑性和变形能力限制了镁合金的工程应用。深入理解其塑性变形机制,并明确合金化、热塑性变形、热处理等手段对于镁合金的增塑作用,是实现镁合金塑性调控的基础。介绍了镁合金的塑性变形机制,并指出镁合金室温塑性差的根本原因在于可启动的位错滑移系数量不满足Von Mises 准则。现有的镁合金塑性调控策略大致可以分为内禀塑性以及外禀塑性两类。其中内禀塑性调控策略主要包括降低非基面/ 基面位错的临界剪切应力比值以及降低合金的层错能、激活非基面滑移系的启动;外禀塑性调控策略包括调控晶粒尺寸、析出相、织构和元素晶界偏聚等,即通过组织特征结构的调控,促进多种位错滑移系的启动。

镁合金专用熔剂研究进展与应用展望

摘要:熔剂常用于粗镁及镁合金精炼、铸造等成形过程,通过造渣、助熔、阻燃、变质等效用形式提升铸造品质,是当前镁合金制造—服役—循环回收全寿命服役过程中重要的辅助材料,对合金品质影响巨大。对于不同合金成分及杂质的镁合金,不同成分熔剂的作用效果差异显著,因此熔剂作用机理的阐明与系统研究对镁合金品质提升、镁合金产品的开发与工业化应用具有重要意义。本文系统性总结了在粗镁精炼、镁合金熔铸等应用背景下熔剂各组分的效用与机理,阐述了专用熔剂在熔体除Fe、稀土合金化、含钙镁合金制备、合金化等方面的应用难点与举措。展望了在熔剂作用机理、应用品质管控、专用材料场景、回收循环利用以及标准化推广等方面的研究需求。

镁合金室温超塑性研究进展

摘要:综述了镁合金实现超塑性变形的晶界滑移机制,提出镁合金实现室温超塑性引入晶界滑移变形机制的必要性。在此基础上,基于晶界滑移调控的超塑性变形本构方程,提出镁合金室温超塑性变形引入晶界滑移的途径。最后,综述了镁合金室温超塑性变形的研究现状,并对其研究方向进行了展望。