非对称因素对热轧纯钛中厚板出口楔形的影响

针对纯钛中厚板热轧过程中可能出现的轧件断面楔形问题,结合四辊轧机设备和工艺的非对称特点,基于影响函数法建立双悬臂梁辊系弹性变形模型,研究对中误差、机架刚度差、坯料楔形、横向温差等非对称因素对轧件断面楔形的影响。结果表明对中误差、机架刚度差、横向温差对出口楔形的影响随着板宽和压下量的增大而增大,入口楔形对出口楔形的影响随着板宽增大和压下量的减小而增大。     

晶粒尺寸和温度对工业纯钛变形机制的影响（英文）

为了研究晶粒尺寸和加工温度对工业纯钛变形行为的影响,分别在室温和液氮温度下对平均晶粒尺寸为2、9、23和51μm的样品进行单轴拉伸实验,采用背散射电子衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的显微组织和织构。结果表明,室温条件下位错滑移是主要的变形机制,而液氮温度下拉伸的样品中有丰富的变形孪晶被激活,其中包括{■}拉伸孪晶、{■}压缩孪晶和{■}-{■}二次孪晶。这揭示液氮温度条件下塑性变形模式从位错滑移到动态孪生的转变,这也是具有较大晶粒尺寸的样品在液氮温度下依然具有优异力学性能的主要原因。另外,还提出了一种改进的Hall-Petch关系式,可用于在液氮温度条件下定量表征平均晶粒尺寸和孪晶对工业纯钛拉伸屈服强度的影响。     

纯钛板成形极限曲线的预测（英文）

商业纯钛(CP Ti)由于其轻质,高比强度和优异的耐腐蚀性能而被广泛应用于板式换热器。然而,与汽车用钢和铝合金相比,关于CP Ti板的塑性变形特征和压制成形性的研究相对较少。本文研究与CP Ti板压制成形相关的应力-应变关系及其力学性能和硬化行为。结果表明,CP Ti板的真应力-真应变关系曲线符合Kim-Tuan硬化方程,而不是Voce和Swift模型。通过冲压试验验证CP Ti板的成形极限曲线(FLC)可作为压制成形性的标准,并可通过Hora改进的最大力准则来分析预测。通过Kim-Tuan硬化模型和合适的屈服函数预测的FLC与冲压试验的结果吻合良好。     

退火温度对冷轧商业纯钛板材组织和力学性能的影响（英文）

传统的商业纯钛(CP-Ti)合金强度往往不能满足结构材料的需求。为了提高其力学性能,对冷轧CP-Ti合金在不同温度下退火,并详细研究其再结晶行为和织构演变。结果表明,部分再结晶形成的双态结构(等轴和拉长的晶粒)表现出极限抗拉强度(702MPa)和总伸长率(36.4%)的优异结合。CP-Ti板材的再结晶形核优先发生在高应变和大角度晶界区域。同时,变形不均匀晶粒的内部取向差增大并转变成大角度晶界,进一步促进再结晶形核。主要再结晶织构是由冷轧基面RD-分裂织构转变而来的基面TD-分裂织构,再结晶过程中定向形核起主导作用。     

不同轧制路径对工业纯钛板机械各向异性及成形性的影响（英文）

研究了不同轧制路径对工业纯钛板机械各向异性及成形性的影响。路径A和路径B是分别沿原始轧向和横向的单向轧制,路径C是交叉轧制,即每次轧制之后旋转90°继续轧制。测试了不同轧制路径获得板材的显微织构、力学性能(强度、伸长率)和各向异性。X射线衍射结果表明从路径A到路径C,轧制板材的织构逐渐减弱。与路径A和路径B相比较,路径C轧制的板材的平面各向异性系数更小。拉深实验显示交叉轧制可以有效地避免制耳的产生;杯突实验表明交叉轧制可以提高钛板成型能力。     

工业纯钛TA2中低温蠕变特征研究（英文）

工业纯钛TA2中低温蠕变行为存在显著的温度及应力相关性。基于外加应力水平和蠕变应变的变化关系,确定不同蠕变温度下的门槛应力水平。根据短时蠕变实验数据,利用包含稳态蠕变速率的本构方程外推稳态蠕变速率,而后进行两组相对长时的蠕变实验,证明了工业纯钛中低温蠕变存在稳态蠕变阶段。利用稳态蠕变速率与应力关系,计算出工业纯钛室温蠕变应力指数为6.96,也说明了外推稳态蠕变速率的可靠性。中低温蠕变激活能随着蠕变进行变化不大(≈60 k J/mol),但一直大于以位错为变形主导机制的变形激活能(30~40 k J/mol),表明孪晶对于工业纯钛中低温蠕变发展整个阶段均起重要作用。根据蠕变后试样孪晶结构随温度的变化解释了TA2蠕变行为的温度相关性,同时也证明了孪晶对于TA2蠕变行为的重要性.     

Zr对二元钛铝合金组织和力学性能的影响（英文）

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Zr含量的Ti43Al与Ti47Al合金,研究该合金的显微组织和力学性能的变化。结果表明:Zr对Ti43Al合金的组织形态无明显影响,Ti47Al合金则由枝晶组织演变成等轴晶组织。Zr元素的添加能细化晶粒。Zr能促进γ相的形成,Zr在Ti43Al和Ti47Al合金γ相中的固溶度分别为12.0%和5.0%(摩尔分数)。经过分析,Ti43Al-x Zr中的γ相由β相转化而来,Ti47Al-x Zr中的γ相则由α相转化而来。细晶强化和固溶强化作用使压缩强度提高;然而,严重的显微偏析会导致力学性能下降。Zr元素极大的固溶度对合金的塑性具有不利的影响。Ti43Al-x Zr和Ti47Al-x Z合金的最大压缩强度分别为1684.82MPa(x=5.0%)和2158.03MPa(x=0.5%),而Ti43Al-x Zr合金的压缩应变无明显变化,Ti47Al-x Zr合金的最大压缩率为35.24%(x=0.5%)。两组合金均呈脆性断裂特征。     

工艺因素对纯钛表面磷酸锌转化的影响

利用化学转化技术在钛表面成功制备出均匀致密的化学转化膜。利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电镜(FE-SEM)及电化学工作站对转化膜进行了表征。探讨了转化温度、促进剂类型及超声对转化膜的相组成、微观形貌及电化学性能的影响。在此基础上,选取75℃非超声的转化膜,对人成纤维细胞进行细胞培养,初步探讨了磷酸锌转化膜的生物相容性。结果表明:转化膜主要由磷酸锌组成;温度的提高有利于转化膜的形成;超声对转化膜的形核有促进作用,施加超声波后,即使在较低温度下也能形成完整的转化膜;合适的促进剂能够改变转化膜晶粒大小和致密程度。转化膜可以使细胞在其表面很好地进行粘附和铺展,表现出较好的生物相容性和生物活性。     

等通道转角挤压法制备超细晶纯钛的研究进展（英文）

近年来,围绕超细晶纯钛的制备及其性能提升方面开展了许多研究。本文综述了制备超细晶纯钛块材的等通道转角挤压工艺(ECAP)及其重要参数,分析了挤压过程中纯钛的位错滑移及孪晶变形机制。超细晶纯钛的强度、塑性、抗疲劳性能显著提高,而耐蚀性测试结果呈多样性,有待进一步研究。等通道转角挤压和后续热机械处理的结合,可进一步提高超细晶纯钛的综合性能,表明采用ECAP技术制备的超细晶纯钛在各行各业有着广阔的发展前景。     

加热成形中纯钛板与模具间的摩擦行为（英文）

板料/模具间的摩擦润滑条件是影响薄壁钛合金产品成形质量、成形极限和模具寿命的关键因素。利用压缩扭转摩擦方法,结合正交试验设计,改变模具材料、润滑状态、温度和压力等参数,研究热成形CP-3钛板和模具间摩擦因素的变化规律及作用机理。结果表明:影响CP-3板料温成形摩擦因数显著因素为润滑剂、模具粗糙度、模具材料、转速、压力和温度;相对于干摩擦,石墨和Mo S2干膜润滑剂对板料/模具间摩擦的改善效果均很明显,摩擦因数最大降低了0.318;不同参数下Cr12Mo V/CP-3和铝青铜(QA110-3-1.5)/CP-3摩擦因数的变化趋势基本相同,即随模具表面粗糙度和转速的增大而增大,随温度和压力的增加先增大然后减小。     

EB炉流程纯钛的热变形和动态再结晶行为（英文）

通过热压缩试验研究了原始晶粒尺寸为厘米级的EB炉流程纯钛在不同变形温度和变形速率下的热变形行为,并基于电子背散射衍射(EBSD)技术对EB炉流程纯钛的再结晶机制进行了探讨。结果表明:厘米级的EB炉流程纯钛在热变形过程中的加工硬化行为具有典型的三阶段特征:第1阶段线性快速下降;第2阶段迅速回升至一个峰值;第3阶段从峰值又开始下降,这与变形过程中的孪生现象有关;EBSD结果表明超粗晶粒纯钛在热变形过程中的再结晶机制主要是非连续动态再结晶。     

阳极氧化处理对钛表面粗糙度和亲水性的影响（英文）

通过阳极氧化处理技术在钛表面制备出具有不同粗糙度和亲水性的纳米表面。采用扫描电镜观察表面特征,原子力显微镜检测表面粗糙度,接触角仪测量亲水性。实验结果表明,表面形貌随着氧化电压和时间的改变有较大变化。在优化的电解液和氧化条件下,可以在钛表面制备规则排列的纳米管阵列。粗糙度随着氧化时间的延长而增大,在几十到几百纳米之间变化,而氧化电压对粗糙度的影响不大。表面亲水性随着氧化时间的延长先增加再降低。钛表面结构形貌、粗糙度与亲水性的变化可用阳极氧化过程中表面发生的反应进行解释。     

预变形退火对钛基非晶复合材料力学性能的影响（英文）

采用磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备出Ti_(40)Ni_(40)Cu_(20)非晶基复合材料板状试样,通过压力试验机对试样进行不同程度的预压缩,然后在150℃、30 min下退火,利用金相、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了预变形退火工艺对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:奥氏体相在外力作用下发生马氏体相变,形变诱导相变加之退火释放残余热应力从而对非晶基体起到增强增韧的作用。随着预变形程度的增加,马氏体相和奥氏体相均增加,而马氏体相增加地更快,复合材料的屈服强度提高,塑性减小,塑形阶段预变形能够实现屈服强度可控。     

铍含量对钛基非晶复合材料摩擦行为的影响（英文）

通过真空电弧熔炼制备了一系列钛基非晶复合材料和钛基非晶合金,研究了合金中铍元素的含量对整体合金摩擦行为的影响。随着合金中铍元素的减少,非晶复合材料中的枝晶体积分数逐渐增加,整体合金的摩擦系数降低,但是合金的磨损率升高。所有材料的磨损表面都展现出了磨粒磨损的磨损机制,并且磨屑的尺寸随着枝晶体积分数的升高而逐渐降低。     

工业用纯钛等径角挤压的显微组织控制方法综述（英文）

综述了工业用纯钛(CP-Ti)大塑性变形技术的等径角挤压工艺,主要集中在等径角挤压参数的影响,包括通道角和曲率角、挤压路径、挤压温度、挤压速度、内部产热、挤压道次和背压。为了获得CP-Ti的最大均匀性、晶粒细化和提高力学性能,对不同等径角挤压CP-Ti进行了表征,如显微组织、应力不均匀性和力学性能。研究表明,在挤压温度为450°C,挤压速度为1~3 mm/s,挤压路径为BC,加载背压,通道角和曲率角分别为90°和20°的条件下能获得最均匀的超细组织。     

影响CVD高纯钛工业化因素研究

CVD法制备高纯钛过程中,高纯钛沉积速率和杂质含量是制约其规模化生产的主要原因。本文对沉积速率和杂质含量的影响因素进行了分析,发现影响沉积速率的主要因素是:真空度、温度以及加碘方式。影响杂质含量的主要因素是真空度、温度、TiI2蒸汽压以及海绵钛的质量。     

空化初生及其影响因素综述（英文）

空化不仅是一种与流体压力变化有关的动态过程,而且在流体机械和其他工业设备中也普遍存在,尤其是在泵和水轮机中。该现象自出现至今一直被备受国内外专家学者的密切关注。同时在空化初生的影响因素这一问题上也存在一定的分歧。作为空化发生和发展的首个阶段,对于空化初生的研究始终是流体机械、船舶工程和国防工业建设领域的重要课题。鉴于上述分析,对空化初生的研究现状与其影响因素进行归纳总结,指出现阶段空化初生的主要研究方向并对未来研究趋势进行展望。     

Sn对制备具有纳米晶fcc结构钛基合金的影响（英文）

研究Sn含量对Ti-13Ta-xSn (x=3, 6, 9, 12,摩尔分数,%)合金中fcc相形成的影响。合金采用机械合金化方法制备,所用设备为行星式球磨机。通过Rietveld分析发现,fcc相的晶粒尺寸小于10 nm,微应变大于10-3,这两个条件是钛基合金中形成fcc相所必需的。对于所有的样品,fcc相的显微组织中均含有小于10 nm的等轴晶。当Sn含量为6%时,钛合金中fcc相的含量最大,因为该合金具有最大的微应变(1.5×10^-2)和晶粒尺寸(6.5 nm)。实验数据表明,球磨过程中形成固溶体和非晶相。用扩展Miedema模型对促进固溶体和非晶相形成的必要条件进行热力学计算。结果表明,当Sn含量从3%增加到12%时,形成非晶相所需的能量从大约10 k J/mol变为-5 k J/mol左右。热力学计算结果与XRD分析和HRTEM结果一致。     

刀具几何参数对金属钛纳米切削影响的分子动力学研究（英文）

基于分子动力学的基本原理,构建了钛的纳米切削分子动力学仿真模型。工件原子间采用嵌入原子势EAM(Embedded atom method),工件原子与刀具原子间采用Morse势函数,研究了在不同刃口半径和刀具前角条件下,钛纳米切削过程中工件形态、系统势能、切削力以及工件温度等的变化规律。结果表明:随着刀具刃口半径增大,加工表面粗糙度增加,切削力和工件温度降低,切屑变薄;当刀具前角由负值增加到正值,钛工件承受的压应力逐渐变为剪应力,正前角刀具更有利于切削,同时在不同的刀具前角下,切向力和法向力的大小也有显著变化。