装饰件用钛合金

表壳、眼镜架等构件既要求有良好的装饰性,还要求质轻、耐蚀等,故迄今多用纯钛或钛合金为原材料。这类构件在成形过程中,多需作精细加工、异形加工以及与其他部件的焊接加工,所以原材料必须具有一定的弹性、良好的加工性和焊接性,尤其是点焊性。纯钛质软,弹性差,耐磨蚀性也不佳,但点焊性佳。现今使用的钛合金主要有两种,其一为Ti—Al(6％)—V(4％)合金,其二为Ti—     

不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响

以电解低钛铝基合金、纯铝和Al-Ti中间合金等为原料,分别制备了电解加钛和熔配加钛ZL108合金,研究了不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响.研究表明,加入微量的钛后,ZL108合金的耐磨性有所提高,而电解加钛ZL108合金的耐磨性优于熔配加钛ZL108合金.主要原因在于钛对组织的细化作用,而电解加钛合金的晶粒细小且分布均匀.     

电解加钛改进ZL108合金的断裂韧性

在生产工业纯铝的电解槽添加TiO2,直接电解得到含钛量低于0.3%的电解低钛铝合金,用它替代工业纯铝熔配含钛的ZL108合金,记作ZL108 Ti.分别熔配ZL108和ZL108 Ti两种合金,用金属模具浇铸三点弯曲试样,并采用相同的热处理和机加工工艺制备对比试验的试样.在MTS810型材料试验机上测量两种合金的平面应变断裂韧度,分别得到ZL108合金的KIC=(18.9±0.6)MPa·m1/2,ZL108 Ti的KIC=(20.0±0.5)MPa·m1/2.试验结果经t分布的显著性检验确认:电解加钛改进了ZL108合金的断裂韧性.金相分析进一步揭示了电解加钛细化晶粒,使ZL108合金增韧的微观机理.     

粉末冶金法合成高强低模超细晶医用钛合金

为探寻有效的高强低模医用钛合金制备方法,采用机械合金化方法制备了不同Fe含量的(Ti69.7Nb23.7Zr4.9Ta1.7)100-xFex非晶/纳米晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法得到了高强低模的超细晶钛基复合材料.结果表明:(1)机械合金化过程中,Fe含量对合金的非晶形成能力影响显著,文中实验条件下,只有当x增大至10时才能形成全非晶相的非晶粉末;(2)Fe含量也明显影响合成的块体钛合金的力学性能,合成的不同Fe含量合金中,只有(Ti69.7Nb23.7Zr4.9Ta1.7)94Fe6合金具有高强度和显著塑性,其压缩屈服强度为2425MPa,断裂强度为2650MPa,断裂应变为0.0691,平均弹性模量仅为52GPa,接近第三代生物医用钛合金的最低值.将所合成的超细晶钛合金与常用的两种生物钛合金(Ti-6Al-4V和Ti-13Nb-13Zr)进行抗摩擦磨损性能对比,发现所合成的钛合金具有最佳的耐磨性.     

电解低钛铝制备A356合金动态断裂韧性研究

以工业纯铝、2种不同含钛量的电解低钛铝等为原料,在实验室条件下制备了3种不同钛含量的A356铝合金,对这3种合金在高速加载条件下的动态断裂韧性进行了测试研究.结果表明,在所试验的温度范围内,3种合金均表现为脆性断裂特征,动态断裂韧性随钛含量的增加而增加,特别是当钛质量分数在0.20%以上时表现得更为明显,合金的低温动态断裂韧性均优于室温动态断裂韧性,当温度达到95℃时,所有合金的动态断裂韧性达到峰值,当温度超过150℃时,动态断裂韧性均显著下降,并且不同合金的动态断裂韧性差别缩小,电解加钛方式和通过含钛中间合金加钛方式对合金的动态断裂韧性没有明显影响.     

钛含量对电解低钛ZL108合金组织的影响

用已原位钛合金化的电解低钛铝基合金熔配了内燃机活塞常用的不同钛含量(ωTi=O—O.23％)的ZL108合金，进行了合金的成分分析和组织观察，结果表明：随着钛含量的增加，一次和二次枝晶发生了由比较粗大一细小一组大的变化，一次枝晶长度变化不大，二次枝晶发生了由长变短的变化；同时。二次枝晶臂间距和共晶硅颗粒的直径也发生了由大到小而后又增大的变化，在ωTi=O．11％，最小值分别为16．7μm和2．7μm。在ωTi=O．11％-O．16％之间存在着最佳的钛含量，为进一步研究该合金的性能以及工业化生产优质高件能的活塞材料根供了理论和实验依据．     

苏联的“间接进攻战略”

钛是一种稀有金属,也是一种战略原科。纯钛及钛合金质硬而轻,具有优良的抗蚀性,是航空、造船、化工、机械等工业部门新型的重要结构材料。在炼钢工业中,钛还是良好的脱氧、除氮以及除硫剂。钛的合金比钢硬度高40倍,却比钢轻45％。法国的工业较发达,但它缺乏钛矿物资源,所需的钛大部分仰赖苏联供应。去年9月,苏联停止向西德出售钛之后,也停止向法国出口钛。法方人员,包括高级官员,曾为此在莫斯科奔走交涉,都碰了钉子。苏联此举使法国一些工业部门     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

铸造纯钛表面微弧氧化工艺研究

微弧氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能.实验以Na3PO4·12H2O为电解质对铸造纯钛进行微弧氧化.结果表明,不同电压的微弧氧化效果不同,铸造纯钛的微弧氧化的最佳工艺参数为电压275V,电解质浓度15g/L,时间15min.纯钛微弧氧化后表面为一层为致密和一层带有微孔的双层TiO2氧化膜,氧化膜是由于火花放电和排出气体形成的.     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明：300 ℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450 ℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400 ℃、压下率为50%、300 ℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

亚包晶铝钛合金结晶核心的晶体结构鉴定

本文论述了如何将经加钛处理的工业纯铝(A199.7)的结晶核心经萃取方法与基体分离,进而采用扫描电镜(SEM),电子探针微区分析(EPMA)以及透射电镜(TEM)对其晶体结构进行的深入研究.经鉴定其物相为TiC.从而进一步证明了亚包晶铝钛合金主要是由TiC细化晶粒的理机理.     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结(MA-SPS)制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液(SBF)中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.     

用高炉钛渣冶炼钛硅合金的研究

介绍了用直流电热法从攀钢高炉钛渣中冶炼钛硅合金的工艺。研究了电硅热法冶炼钛硅合金时渣中ＴｉＯ２的还原贫化规律和直流电对钛硅合金冶炼的作用，用直流电硅热法可生产含Ｔｉ２０％左右的钛硅合金，钛回收率小于６０％．开发了直流电硅铝热法生产钛硅合金工艺，采用直流电硅铝热法可生产含Ｔｉ＞３０％、Ｓｉ＜３５％的钛硅合金，钛回收率大于８０％，铁硅合金可部分取代钛铁用于炼钢，还原残渣可用于制水泥。     

Ti和C对铝晶粒细化的作用

为在高纯铝(99.99％)中获得细小的等轴晶组织,铁的加入量必须达到包晶反应的最低成分0.15％Ti。然而在工业纯铝(99.7％)中存在的杂志元素显著降低了得到同样细小晶粒所必须的钛含量。以新开发的Al-Ti-C中间合金的形式加入到Al99.7中的TiC使得α—Al在TiC基本上生核得以实现。     

六偏磷酸钠对高压用铝阳极箔增容过程的作用机制

铝电解电容器是具备性能优良、大容量、价格低廉的优点被广泛应用于光电产品、消费电子产品、军事装备、髙速铁路、航空及汽车工业等领域的一种高性能储能元件。随着铝电解电容器的广泛应用,对于阳极箔的要求越来越高,特别是耐630 V的超高压阳极箔。选择六偏磷酸钠(SHMP)作为磷酸盐缓蚀剂,研究了其对高压铝阳极箔的作用机制。采用质量损失测试法、电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化测量技术分析了缓蚀剂加入对铝箔腐蚀机制及阳极箔比电容的影响。结果表明:在2 mol/L HNO_3溶液中制备高压铝阳极箔时,六偏磷酸钠是一种阴极型缓蚀剂;当六偏磷酸钠质量分数为0.10%时,缓蚀效果最优,比电容达到最大值为0.692μF/cm~2,较未加入缓蚀剂增加了9.4%。     

Fe含量对Al-Fe合金加工软化的影响

研究了在纯铝(99．96％Al)中加入不同含量Fe的Al-Fe合金加工软化规律．结果表明：纯铝中加八2％Fe的Al—Fe合金，在轧剖率达90％以上时出现加工软化现象；多边化回复是加工软化的主要原因；第二相的存在有利于多边化回复．     

我院1989年～1991年自然科学获奖项目

王家乃、张自铭、周瑞铭等:“在铝电解槽中添加高钛渣直接生产铝钛合金的研究”获89年省教委科技进步三等奖。周瑞铭等:“在铝电解槽中添加二氧化锰直接生产铝锰合金的研究”获89年省教委科技进步二等奖,省经委优秀新产品三等奖。     

采用铝热自蔓延法制备低氧高钛铁合金

以金红石、钛精矿和Al为原料采用铝热自蔓延法制备出低氧高钛铁合金。研究不同反应体系的相关热力学,考察配铝量对铝热自蔓延熔炼效果的影响,采用XRD,SEM以及化学分析等技术对高钛铁合金进行表征。研究结果表明:反应体系的绝热温度大于1 800 K,反应能自我维持进行;铝还原TiO2反应的单位质量热效应较低,铝还原铁氧化物反应的单位质量热效应较高;合金主要由TiFe2,Fe,TiO2和Al2O3等相组成,氧化物夹杂相的存在是合金中氧含量高以及合金微观缺陷存在的直接原因;合金中氧含量最低为2.62%;钛、铝、铁和硅质量分数分别为61.58～66.27%,4.05%～9.20%,16.15%～20.53%及2.78%～3.82%。     

焊接用过共晶Al-Si合金箔材轧制工艺的实验研究

本文对焊接用过共晶Al-Si合金箔材的轧制工艺进行了实验研究。结果表明,不仅含Si量为15 wt％以下的过共晶Al-Si合金可进行轧制加工,Si含量超过 15wt％以上的过共晶Al-Si合金,通过精细控制轧制工艺,仍可加工成焊接用箔材。     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.