粉末高温合金FGH4095和FGH4096的抗高温氧化性能

摘要:为研究舰载航空发动机关键部件的氧化腐蚀防护,开展镍基粉末高温合金FGH4095和FGH4096在750~1100℃空气环境中的高温氧化实验,采用静态增重法测定两种合金在不同温度下的氧化动力学曲线,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪和X射线衍射仪对合金试样表面与截面氧化层的形貌、结构以及组成进行观察和分析。结果表明:FGH4095和FGH4096两种合金在750~900 ℃时属于完全抗氧化级,在1000~1100 ℃时属于抗氧化级,而两种合金的实际服役温度在900℃以下,所以在其工作温度范围内抗氧化性能优异。在750~900℃时,两种合金的抗氧化性能相近,无明显差别,氧化膜均未发生剥落。高温氧化后,FGH4095和FGH4096的氧化膜分为两层,内层都是以Al2O3 为主,FGH4095的外层由Cr2O3,Nb2O5 和TiO2 组成,而FGH4096的外层仅为Cr2O3 和TiO2。在1100℃时,两种合金都发生明显氧化,大量氧化皮破裂,由于合金成分不同,此温度下两种合金的抗氧化性能差别较大,相比之下FGH4095合金具有更好的抗氧化性能。

钛合金成形技术与应用

摘要: 钛合金因其优异的性能成为高端装备零部件的优选结构材料,但钛合金属于难变形合金,成形加工困难,因此成形技术是产品加工的主要技术瓶颈。主要介绍了冷冲压成形技术、超塑成形技术、旋压成形技术、热推制成形技术、热模锻成形技术的特点,以及利用这些技术制备的不同形状、规格及品种的钛合金复杂零部件。指出了钛合金成形技术亟需解决的问题: 提高加工效率,降低生产成本。传统加工成形工艺与大数据人工智能及数值模拟预测等新技术深度融合,将是钛合金成形技术的发展方向。

铝锂合金熔炼及凝固成形技术研究进展

摘要:铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合金最终性能产生很大影响。然而,目前对于铝锂合金锭料的熔炼及凝固成形技术的研究尚且不多。因此,本文从高真空和非真空2种环境下对铝锂合金锭料的制备技术进行了综述和总结,其中包括喷射成形、粉末冶金、超声辅助挤压铸造成形工艺等。本文深入分析了这些技术的优缺点,并提出制备铝锂合金锭料的一些新思路或展望。

激光增材连接TC4-DT钛合金的组织及力学性能

摘要:采用激光增材连接技术对“X”型坡口TC4-DT钛合金锻件进行连接,利用OM 和SEM 对连接后TC4-DT钛合金基材、热影响区和连接区三个区域的宏微观组织形貌进行表征分析;采用维氏硬度计测量三个区域的显微硬度;采用万能试验机和摆锤冲击仪对不同取样类型的试样进行室温拉伸和冲击实验。关键词:激光增材连接;TC4-DT钛合金;显微组织;力学性能

镁合金半固态浆料制备及注射成形技术研究进展

摘要:随着节能减排对于材料轻量化的要求不断提高,镁合金在诸多领域得到了广泛应用。然而,镁合金熔体易氧化燃烧,使得镁合金构件的成形方式有限。半固态成形通过将液态金属转化为球形半固态颗粒,可减少成形缺陷并提升材料性能。半固态注射成形则结合了高压铸造与注射成形的优点,实现了半固态浆料制备和成形过程一体化,可用于生产具有复杂形状的薄壁零部件。本文综述了镁合金半固态浆料非树枝晶结构的形成机制,总结了相关的半固态浆料制备工艺,并对镁合金半固态注射成形技术进行了介绍,对镁合金半固态成形技术的未来发展进行了总结与展望。

轧制工艺对粉末复合轧制法制备泡沫铝孔结构的影响

摘要: 以铝粉、硅粉为基体粉末,以TiH2为发泡剂,通过粉末复合轧制法制备泡沫铝,并采用扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射方法分析泡沫铝前驱体的微观组织成分、泡沫铝宏观形貌和孔结构参数,研究不同轧制工艺下泡沫铝的孔结构特性。研究结果表明: 随着轧制变形量的增加,泡沫铝前驱体中Si/Ti金属粉末在基体中的分散性提高,致密化程度提升; 发泡后孔壁厚度与轧制变形量成反比,实体区域面积随着轧制变形量的增加而增加; 随着轧制温度升高,泡沫铝发泡时间更短,膨胀率更高,发泡程度更高; 在轧制温度500℃下,前驱体中基体粉末结合更紧密,粉末间隙减小,前驱体致密层厚度及硬度小,且发泡过程气体扩散动力大,发泡后形成的实体层面积小、试样泡孔壁厚度变薄、圆度值更高; 粉末复合轧制法制备泡沫铝在轧制温度500℃、轧制变形量60%下具有最优的孔结构特性。

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。

第一性原理研究钛合金中的沉淀强化

摘要:为研究合金化对沉淀强化行为的影响,采用第一性原理方法计算了二元Ti-xM (M = Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Ta、W)合金弹性模量随成分的变化,提出了弹性模量Mo当量概念,以高效计算复杂成分钛合金(如Ti-Al-V 合金以及Ti55521)的弹性模量;结合弹性模量及Russell-Brown 沉淀强化模型,研究了二元Ti-xM (M = V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Nb、Mo、Ta、W)合金以及Ti55521 合金中的沉淀强化。结果显示,在体积分数及沉淀相颗粒尺寸相同的情况下,Co、Fe、W、Mo、Ni、Mn沉淀强化作用较强,Cr、Nb、Ta 强化作用居中,V强化作用最弱。随合金元素含量x 增加,沉淀强化作用均有所增强。热机械处理Ti55521 合金经短时时效后,沉淀强化作用有所减弱,但长时时效后,沉淀强化效果增强。

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。

高应变速率下钛合金变形行为研究进展

摘要:随着战斗部壳体、装甲防护等高端装备对轻质高强钛合金需求的持续增长, 其在高应变速率(102 ~104 s-1 )和强冲击载荷等极端服役条件下的应用性能面临严峻挑战。系统综述了钛合金在高应变速率加载下的动态力学响应及变形特征, 揭示了其在宏观力学特征与微观组织演化方面相较于准静态加载条件的显著差异。研究表明, 钛合金在高应变速率下普遍表现出明显的应变速率强化效应, 剧烈的绝热温升诱发热软化, 进而促进绝热剪切带(ASB)的形成, ASB 成为钛合金材料动态失效的关键特征。ASB 内部通常由取向随机的等轴纳米晶粒构成, 关于其形成机制尚存争议, 主要包括不连续动态再结晶与连续动态再结晶两类理论。此外, β 型钛合金在高速变形过程中常伴随位错滑移、孪生与应力诱导相变等多机制的复杂耦合作用, 其相互作用关系仍需进一步厘清。希望本综述的总结和分析为深入理解钛合金在极端动态载荷下的力学响应与塑性变形行为提供理论依据与研究参考。