层状复合钛合金增材制造研究进展及发展趋势

摘要:层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形复杂结构等优势,在层状复合钛合金研制领域应用广泛。本文介绍了层状金属直接过渡、成分过渡和阻挡层过渡结构设计方法,综述了几种增材技术研制层状复合钛合金,包括激光定向能量沉积、电弧熔丝增材制造和电子束熔丝增材制造的研究进展。围绕过渡区组织性能优化、热处理制度建立、残余应力控制和失效机制判据等方面,展望增材制造层状复合钛合金未来的发展方向。

高性能镁合金轧制成形研究进展

摘要:随着社会的快速发展,轻量化产品的需求不断增加,镁合金作为最轻的结构材料在汽车、航空航天领域受到广泛关注。在众多的镁合金制品中,镁合金板材为其主要的应用之一。但是镁合金的密排六方结构导致镁合金板材在轧制过程中的成形性较差,也影响着轧后板材的性能,这些影响主要体现在:(1)轧制过程中板材由于应力集中容易产生边裂;(2)轧后板材的强度塑性仍较差,具有较强的各向异性,大大限制了镁合金的实际应用。世界范围内生产镁合金板材的厂家通常采用在线加热轧制、高速轧制、限宽轧制、立辊预轧、电塑性轧制、累积叠轧、衬板轧制、等径角轧制、异步轧制、交叉轧制等制备镁合金板材,同时提高了镁合金板材的各项性能。本综述主要集中在对镁合金板材的边裂、晶粒的细化和织构的演变方面的研究。此外,还对上述轧制方法对镁合金板材的微观组织、织构强度和综合性能的影响进行了综述和分析。最后,总结了各种轧制方法的优缺点,并对镁合金板材的发展前景进行了展望。

镁合金表面自修复防护膜层的研究进展

摘要:对镁合金表面自修复防护膜层的研究进行了综述,通过介绍自修复膜层的作用机理、制备及性能特点,为设计镁合金表面自修复防护涂层提供参考。

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。

锂电铜箔表面防氧化工艺研究

摘要:锂电铜箔在生产、储存、运输和使用时,很容易使铜箔表面发生氧化变色,会直接影响锂电池的产品良率、可靠性、使用寿命、粘接性等,要求铜箔有良好的防氧化性能.采用SEM、EDAX等表征手段,研究了不同浸泡工艺和微量电镀工艺条件下铜箔表面形貌和氧含量的变化,得到浸泡工艺和微量电镀工艺对铜箔表面防氧化性能的影响.结果表明:在电流密度为5A/dm2,电镀时间为10s,铬酐浓度为0.5g/L,葡萄糖浓度为1.5g/L时,铜箔经高温烘烤后表面无变色,防氧化性能较优.

VAR熔炼制备超大规格TC4 ELI钛合金铸锭研究

摘要:舰船和海洋领域对钛合金材料的需求呈大型化发展趋势,铸锭作为锻件和板材的母材,其大型化也势在必行。为满足大型铸锭的工业化生产,采用有限元分析法对真空自耗电弧熔炼(VAR)超大规格TC4 ELI 钛合金一次锭和成品锭的熔炼过程进行了数值模拟研究。结果表明,一次锭熔炼过程中稳弧电流和稳弧周期直接影响熔池中夹杂物的运动轨迹;对于TC4 ELI钛合金一次锭熔炼,较为合适的稳弧参数为稳弧电流30A,稳弧周期40s;成品锭熔炼时,降低熔炼电流,增大稳弧电流和稳弧周期,即加强VAR 熔炼过程中的搅拌有助于提高铸锭成分均匀性和表面质量。根据数值模拟结果进行了12.8 t级超大规格TC4 ELI钛合金铸锭的工业化生产,所得铸锭表面质量良好,成分均匀。

高强铝合金电弧增材制造的研究进展

摘要:高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性,成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力,非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合分析了高强铝合金电弧增材制造工艺和设备研发现状、高强铝合金电弧增材的固有属性和缺陷以及主要的性能优化手段,讨论了组织和性能的固有特征和复合增材制造技术对组织和性能的影响。针对电弧增材制造高强铝合金不可忽略的本质冶金缺陷、特征性能需求和多种优化工艺的优劣等问题,提出了电弧增材制造高强铝合金综合评价体系、成分设计和丝材开发、专用热处理制度和复合增材制造技术的协同性等发展方向,以期为电弧增材制造高强铝合金的性能提升和应用推广提供重要参考。

双辊铸轧2060铝锂合金的偏析行为

摘要:为探究溶质偏析行为对双辊铸轧Al-Li合金组织和腐蚀行为的影响,成功制备了不同工艺范围下的铝锂合金铸轧板坯,并构建了热流耦合模型。结合场发射型扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS),和透射电子显微镜(TEM)探 究了不同工艺条件下组织的耐蚀性差异。结果表明:TRC3高铸轧速条件下的制备出现了显著的宏观偏析现象。通过结合温度和流速的计算,详细分析了这种偏析机制的结果。偏析将遗传到最终的T6状态组织,恶化了T1相的析出,并恶化最终的耐腐蚀性能。深入讨论了偏析对腐蚀行为的影响机理,并提出了一种能够实现低偏析、高耐腐蚀性的铸轧铝锂合金工艺。

耐热铝合金及其复合材料的制备、应用和强化机制

摘要:铝合金及其复合材料( 铝基材料) 具有低密度、高导热性、高比强度和高比刚度等一系列优点,被广泛应用在航空航天、交通运输以及军工等领域。目前,铝合金及其复合材料在室温力学性能方面和微观结构设计方面的研究已经取得了一定的进展,高温力学性能方面却表现得差强人意。近年来,随着航空航天、军工以及交通运输等领域的快速发展,高强耐热铝合金及其复合材料在实际应用中的需求快速增长。本文综述了耐热铝基材料的制备方法以及应用现状,阐述了现有制备方法的特点与不足之处,指出限制材料实际应用的几点关键因素,包括制备成本问题、工艺方法问题,并分析了耐热铝基材料的强化机制。最后提出设计耐热铝基材料的重点因素,并展望了耐热铝基材料的发展趋势。

丝材等离子雾化钛合金粉末研究进展

摘要:钛合金材料具有优异的性能,在航空航天和生物医疗等领域获得了广泛的应用。本研究概述了钛合金粉末的制备工艺。针对球形低氧高品质钛合金粉末的迫切市场需求,本研究优化设计超音速等离子炬,研发丝材等离子雾化技术,通过丝材等离子雾化技术雾化制备钛合金Ti6Al4V粉末,并原位合金化制备低模量β-Ti2448粉末和金属间化合物TiAl粉末,粉末形貌呈球形,不含卫星球和空心粉缺陷,为激光/电子束增材制造、金属注射成形、喷涂工艺提供新的选择。