采用氢化钛粉制备Ti-6Al-4V合金

研究了以氢化钛粉和Al-V合金粉为原料，采用粉末冶金方法，在真空炉中脱氢烧结一次完成的生产工艺，制备了Ti-6Al-4V合金．其合金性能为：烧结密度4．4g／cm^3，抗拉强度854．89MPa，延伸率3.8％，达到国外相同水平．该方法简化了钛粉制备工艺，有利于降低最终产品杂质含量和节能．     

氢化钛粉和钒铝合金粉直接烧结制取Ti-6Al-4V合金实验研究

随着粉末冶金技术的快速发展,采用氢化钛粉代替钛粉作为主要原料制备钛合金已成为国内外的研究热点。以氢化钛粉和铝钒合金作为原料,使用粉末冶金法直接烧结Ti-6Al-4V合金,在烧结过程中直接脱脂、脱氢,得到Ti-6Al-4V合金烧结体试样,研究烧结温度和保温时间对烧结体试样致密度、硬度及显微组织的影响。结果表明:当烧结温度在1200℃,保温时间为240 min时,致密度达到95.47%;当烧结温度在1220℃,保温时间为270 min时,硬度达到411.30 HV;当烧结温度在1200℃,保温时间为240 min时,试样显微组织晶粒尺寸最细小。     

烧结Ti-6Al-4V合金体的性能

用细海绵钛粉,铝粉、钒粉、Al-50V合金粉和A1-50Ti合金粉制备了三种Ti-6Al-4V混合元素粉。在所使用的各种比例的合金粉中混合粉的压缩性较低。混合粉的比例大致等于或高于现用粉末的比例。合金体的烧结性能比现用的同样比例的合金     

Ti-6Al-4V合金表面预处理研究

近年来,复合材料以其优异的结构强度和性能在新一代飞机上显示出巨大的应用前景。然而,碳纤维复合材料在与金属铝接触时易发生接触腐蚀,并向金属内部扩散。而金属钛表面可以迅速生成纳米级氧化层,并且即使该氧化层受到破坏,在有氧或水的情况下又可以重新生成新的氧化层,从而避免在与碳纤维复合材料接触时被腐蚀。由于复合材料具有较高的缺口敏感度,因此,碳纤维复合材料     

Ti-6Al-4V钛合金表面纳米化机制研究

借助X射线衍射仪、透射电镜及显微硬度仪等先进仪器,研究了经超音速微粒轰击( SFPB)形变热处理Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化晶粒尺寸演化及纳米化机制.研究结果表明:超音速微粒轰击使Ti-6Al-4V合金表面获得了纳米组织,并发生显著的加工硬化,表面显微硬度比基体硬度提高了1倍多;随着SFPB处理时间的延长,纳米结构层厚度不断增加,晶粒尺寸逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在表层形成了晶粒尺寸约为20 nm具有随机取向的纳米等轴晶.Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化是由于位错运动、孪晶的形成及交割共同作用的结果;在多方向载荷的重复作用下,在塑性变形区产生了大量的由位错线和高密度位错缠结分割的位错胞,并在位错寨集处产生应力集中,进而形成孪晶;孪晶自身相互交割和位错的滑移相互协调,形成了细小的孪晶和胞状组织;晶胞组织转变为细小多边形亚晶;当孪晶尺寸细化到亚纳米级时,位错的滑移起主导作用,最终通过位锗的湮灭和重组形成了具有随机取向的等轴状纳米晶粒.     

循环使用Ti-6Al-4V粉末对粉体特性的影响

试验研究了电子束3D打印循环使用Ti-6Al-4V对粉体特性的影响。结果,随循环次数增加,细粉减少,颗粒间粘结增加,颗粒粒度分布向粗颗粒聚集,粉床上颗粒摩擦阻力下降、压缩性升高,块状残留物也增加,吹粉倾向增大;循环使用粉末对构件轮廓成形、轮廓尺寸几乎没有影响,而使相对致密性下降。添加新粉能改善旧粉的不利影响,改善程度与添加新粉数量有关。     

铝电解低浓度SO2及含氟烟气循环利用生产冰晶石工艺技术研究

铝电解生产过程中产生的低浓度SO2、CO2及含氟、含Al2O3粉尘烟气,会对人体健康造成危害、对环境造成污染.而现有技术不能同时对含SO2、含氟及含Al2O3粉尘的烟气进行高效治理.本研究集成低浓度SO2治理技术及含氟、含Al2O3粉尘烟气循环利用生产冰晶石工艺技术,获得“电解铝SO2、CO2及含氟烟气循环利用生产冰晶石的方法”发明专利,文章介绍了该专利及适用范围,为新建电解铝厂低浓度SO2及含氟烟气治理提供技术支持.     

Ti-6Al-4V大规格棒材工艺研究

本研究对Ti-6Al-4V大规格棒材锻造工艺进行了两种工艺对比性研究,以成品锻造在相变点以下10℃~50℃加热,经2~3火次,变形量50%~70%,采用D×D操作法的工艺一将坯料锻成品;以成品锻造在相变点以下10℃~50℃加热,经2~3火次,变形量50%~70%,采用Y×Y操作法的工艺二将坯料锻成品,两种工艺生产的TC4钛合金Ф210mm棒材,各项指标均稳定的达到了目标要求;得出了工艺二较工艺一更为合理,更适合TC4钛合金较大规格棒材的锻造。β处理可使β组织得到充分的细化。为棒材成品锻造创造了良好的条件,提出了优选的参数。     

重型燃气轮机用La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7/YSZ双层热障涂层热循环性能研究

重型发电燃气轮机低排放、高效率的发展目标,要求燃气轮机透平的进气温度不断提高。热障涂层作为保护金属热端部件的重要手段,是实现这一目标的关键技术之一。目前世界上最先进的J级燃气轮机的透平进口温度已经达到1600℃,热端部件表面温度超过1250℃,传统的YSZ热障涂层已经不能满足这一发展需求,因此迫切需要开发温度更高、热导率更低的新型热障涂层。本文对La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7(以下简称LZ7C3)热障涂层在重型发电燃气轮机中的应用进行了初步验证。结果表明,LZ7C3涂层具有比常规YSZ热障涂层更低的热导率(0.79～0.48Wm~(-1)K~(-1),相对传统YSZ涂层下降30%以上),且在1250℃的高温火焰台架试验中表现出优良的热循环寿命( 7370次),具有良好的应用前景。     

航空航天紧固件用Ti-6Al-4V合金丝材性能分析

本文首先简单介绍了航空航天紧固件的相关内容,然后再详细分析了航空航天紧固件所用的Ti-6Al-4V合金丝材的性能。     

Effect of Nanosecond Laser-Textured Ablation on Performance of Ti6Al4V Alloy Prepared by Composite Nitriding Process

As a widely used orthopedic implant, titanium alloy will face the corrosion of body fluid in human body. In addition, the wear of implants and bones in human body will also reduce the service life of implants. To improve the wear resistance and corrosion resistance of biological titanium alloy, Ti6Al4V alloy was modified by plasma nitriding and plasma-enhanced chemical vapor deposition (PN + PECVD) composite process, and then samples were ablated by nanosecond laser to form a regular surface texture. The textured Ti6Al4V and PN + PECVD samples marked as Ti6Al4V-T and PN + PECVD-T samples. The microstructure and phase composition of the samples before and after modification were observed by scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray diffraction (XRD). It was found that after PN + PECVD process, a TiN film with a thickness of 2 μm was formed on the surface of Ti6Al4V. The surface texture of Ti6Al4V-T sample was regular, but the PN + PECVD-T sample texture was wide and shallow irregular after nanosecond laser ablation. The Ti–O and Ti–N–O non-stoichiometric compounds appeared on the samples after nanosecond laser ablation. Through the wear and electrochemical corrosion test in SBF, it was found that PN + PECVD sample had the best wear resistance and corrosion resistance. The wear resistance and corrosion resistance of Ti6Al4V-T and PN + PECVD-T samples were much better than that of Ti6Al4V substrate. The results show that, nitrogen oxides formed on the surface had higher microhardness and surface density, which was beneficial to improve the wear resistance and corrosion resistance of implants.

     

激光冲击强化对Ti6Al4V钛合金表面完整性和四点弯曲疲劳性能的影响

研究了激光冲击强化对Ti6Al4V合金表面完整性和四点弯曲疲劳性能的影响,采用扫描电镜、显微硬度仪、X射线应力测量仪及透射电镜等仪器对材料表面完整性进行了分析,采用MTS疲劳试验机对试样进行了疲劳性能测试,并采用扫描电镜分析了疲劳断口,并探讨了激光冲击强化机制。结果表明：采用功率密度为15.9 GW/cm2的激光处理试样后,其四点弯曲疲劳中值寿命较未强化试样提高了4.2～23.5倍;且激光功率密度越大,试样的疲劳中值寿命越长。激光冲击强化表现出比喷丸强化更优的疲劳寿命增益效果。分析发现：经激光冲击强化后,Ti6Al4V合金表面形成了深度约为600~1400 μm的残余压应力场,表面硬度比未强化区域提高了约10%,而亚表层内部的位错密度比未强化试样显著提高,以上表层性能和微观组织的变化对四点弯曲疲劳寿命的提高具有重要作用。     

静态离子交换分离-硫酸钡比浊法测定高铈化合物中SO42-

将静态离子交换技术与比浊法相结合建立了测定高铈稀土化合物中硫酸根含量方法。研究了离子交换分离条件(R-SO₃H树脂用量、萃取时间、萃取酸度)和比浊测定条件（分析波长、酸度、稳定剂用量、BaCl₂浓度等）对测量结果的影响。结果表明, 在H⁺浓度为0.18mol/LHCl介质中15g强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂与试液混匀, 静置1h后以中速滤纸过滤, 可以富集SO₄^2-, 并与大量基体元素铈分离。分离后的滤液在2.4mmol/LHCl中和一定量的稳定剂存在下, BaCl₂质量浓度为20g/L时, SO₄^2-和Ba²⁺生成稳定的胶态悬浮体, 在430nm波长处溶液的吸光度随着SO₄^2-浓度增加而线性增加, 其增加值ΔA_430nm与SO₄^2-质量浓度在0.80～6.00μg/mL范围内呈良好的线性关系, 其线性相关系数为0.9997, 检测下限为0.010%（质量分数）。本法用于高铈化合物中SO₄^2-的测定, 测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法相符。     

电子束3D打印循环使用Ti-6Al-4V合金粉体特性研究

研究了电子束3D打印时循环使用Ti-6Al-4V合金粉体对其特性的影响。研究结果表明,随着循环次数的增加,旧粉中的细粉量减少,颗粒间粘结增加,颗粒粒径分布向粗颗粒聚集,粉床上颗粒摩擦阻力下降,压缩性提高,块状残留物增加;循环使用粉体对构件轮廓精度几乎没有影响,但使构件相对致密性下降。添加新粉能改善旧粉性能变差带来的不利影响,改善程度与添加新粉数量有关。     

A Review on the Recovery of Titanium Dioxide from Ilmenite Ores by Direct Leaching Technologies

Pretreatment of ilmenite are required to enhance leaching efficiency of ilmenite. Strong acid leaching is promising in terms of the purity of the produced TiO2, low energy consumption and waste management. The effect of several factors on the acid leaching kinetics in reported processes was reviewed. Temperature, time and acid concentration significantly affect the dissolution of titanium and impurities in ilmenite. The addition of either iron powder or chloride/sulfate salts affects significantly the leaching rate of ilmenite. Either HCl leaching followed by solvent extraction or alkaline leaching followed by hydrolysis-calcination is recommended for the production of pure TiO₂ from ilmenite.     

Effect of alloying by transitional refractory metals on the microstructure and thermal stability of Al–5Zn–3Mg alloys

Abstract

The effect of additions of transitional refractory metals on the structure and properties of Al–Zn–Mg alloys, made by ingot and PM routes, was investigated. The strength of the ingot alloys especially is increased by scandium and zirconium. The modifying action of scandium inhibits recrystallisation and precipitation of the fine-grained coherent Al₃(Sc_1–xZr_x) phase. The effect is weaker in PM alloys where the ultra-high cooling rate during high pressure water atomisation produces the fine-grained structure. PM semi-products of the base composition Al–5Zn–3Mg and alloys without scandium are not recrystallised during heating to 500°C, whereas cast alloys of similar composition recrystallised on the hot extrusion stage at 400–450°C. Of the Sc alloys, Al–5Zn–3Mg–0·5Mn–0·7Zr–0·3Sc showed the highest strength (UTS?=?651 MPa, YS?=?596 MPa), whereas of the PM alloys without scandium Al–5Zn–3Mg–0·85Zr–0·22Cr–0·17Ni–0·15Ti alloy showed UTS?=?618 MPa and YS?=?553 MPa. At melt cooling rates of 10⁵–10⁶ K s^–1 the total content of transitional refractory metals must not exceed 1·5–1·7 wt-% and total content (Zn+Mg) should be <8 wt-% at a Zn/Mg ratio of 5:3.     

氧乙炔燃流氧化处理制备氧化物包覆ZrB_2/SiC核壳结构粉末特征与机理的研究

ZrB_2/SiC复合粉体熔点高,在等离子喷涂过程中难以获得良好的熔融状态,变形颗粒间存在大量缺陷,导致涂层抗氧化性能急剧下降。为此,本文设计了氧化物包覆ZrB_2/SiC复合粉末,并探索采用氧乙炔火焰热处理方法进行核壳结构粉末的制备。采用扫描电镜对不同试验阶段粉体表面及截面进行观察,发现氧化热处理后的粉体可以得到明显核壳结构的团聚粉,粉体的致密性也得到了明显的提高。采用EDS对三种粉体的成分分布进行了观察,探究了原位氧化法制备得到的核壳结构的粉体中Zr、Si、O主要元素的分布情况,结合XRD进行的物相分析,进一步证实了扫描电镜观察的结果,并对结果形成原因进行了分析。     

微波场中ChCl/CrCl_3·6H_2O离子液体的吸波特性研究

研究了不同温度(298K,313K,333K,353K,和373K)下Ch Cl/Cr Cl3·6H2O离子液体微波波谱图,结果显示333K以下介电常数(εˊ)和介电损耗(ε〞)均随温度的增加而增加。这是由于不同离子赋存形态的极化现象影响了介电损耗。介电品质因数随着Cr Cl3·6H2O摩尔分数的增加而减小,这是由于电导率的增加而造成的。