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第十三届全国钛及钛合金学术交流会

召开年：2008
召开地：洛阳
出版时间： 2008-09-15

主办单位：;中国有色金属学会;;稀有金属材料与工程编辑部;;

会议文集：第十三届全国钛及钛合金学术交流会论文集

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1.医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金摩擦磨损性能的研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：本文采用球盘式磨损实验机,研究了医用β钛合金Ti-24Nb-4Zr-8Sn(TNZS)在模拟人体溶液(PBS)中的磨损性能,并与CPTi和Ti-6Al-4V(TC4)进行了对比.实验结果表明,在模拟人体溶液(PBS)中磨损,TNZS的抗磨损能力明显高于CP Ti,略低于TC4.通过微弧氧化方法在TNZS,CPTi和TC4表面制造氧化物涂层后,在PBS溶液中TNZS表现出比CPTi和TC4更好的抗磨损能力.TNZS表面氧化层中含有的Nb2O5是造成合金抗磨能力显著提高的主要原因.
2.Ti3Zr2Sn3Mo15Nb合金表面微弧氧化膜的制备及其活化
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：在新型近β钛合金TLM(Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb)表面用微弧氧化法镀上一层TiO2薄膜,再将薄膜依次用过硫酸钾溶液和丙稀酰胺、硝酸、亚硝酸铈的混合溶液处理以在薄膜表面引入活性OH-和NH2-.利用XRD和SEM研究了该薄膜的组成和表面形貌:通过测定活化膜表面接触角、溶血率和动态凝血时间对活化微弧氧化膜进行了血液相容性评估;并对活化膜的耐腐蚀性进行了研究.XRD和SEM结果表明,该微弧氧化膜是致密的多孔膜,孔径在2μm左右,主要由金红石相和锐铁矿相组成;XPS能谱显示,经相关溶液处理后,能在薄膜表面引入活性羟基和胺基;电化学腐蚀试验显示,该氧化膜具仃较好的抗腐蚀性能。体外测试表明:经镀膜并活化处理后TLM合金的血液相容性均得到了明显的改善.
3.微弧氧化处理对Ti2448合金蛋白质吸附行为的影响
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用牛血清蛋白和牛血红蛋白为介质,研究经微弧氧化与热处理相结合的方法处理后,Ti2448合金的蛋白质吸附行为及牛血清蛋白预吸附后对Ti2448合金表面氧化膜磷灰石诱导能力的影响.结果表明,经微弧氧化和热处理后,Ti2448合金吸附牛血清蛋白和牛血红蛋白的能力显著提高,但牛血清蛋白层的存在会抑制氧化膜的磷灰石诱导能力.
4.浆料包渗温度对渗Ti涂层组织和性能的影响
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用浆料包渗法,以TiO2粉为渗Ti源、纯Al粉为还原剂, NH4Cl作为活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在Cu表面预先镀Ni随后浆料包渗Al-Ti涂层.研究了浆料包渗温度对涂层的组织、厚度、扩散系数、显微硬度和摩擦系数的影响.结果表明:在800～900°C共渗Al-Ti 12h,涂层以NiAl相为主,随着温度的升高,Ni-Ti金属间化合物的钛含量增加.涂层的显微硬度、厚度和元素Al、Ti的扩散系数增加;涂层摩擦系数由0.50下降到0.30,涂层摩擦性能的提高是由于涂层中形成Ni-Ti金属间化合物的Ti含量增加.
5.TC4钛合金微弧氧化陶瓷层的摩擦学性能
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用自制的30kW微弧氧化电源,在Na2SiO3碱性溶液中制备了TC4钛合金表面陶瓷涂层,通过XRD、SEM研究了涂层的物相组成、微观结构和显微形貌,利用HIT-2型球-盘摩擦磨损试验机测定了涂层的摩擦学性能。结果表明:涂层主要由锐钛矿和金红石相二氧化钛组成,微弧氧化膜能显著提高基体钛合金的硬度和抗磨性能。微弧氧化陶瓷涂层同GCr15钢球对摩时的摩擦系数仅为0.09,其磨损机制主要是磨粒磨损与粘着磨损,且在摩擦过程的后期呈现钢-钢对摩的规律,这是由于较软的GCr15钢球材料在磨损过程中向陶瓷层表面转移的原因.
6.TiN涂层微磨粒磨损研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：对生物医用Ti6Al4V合金表面TiN涂层的机械力学性能进行了研究,在分析力学性能的基础上,考察了TiN涂层在蒸馏水和Hank's模拟体液中的微磨粒磨损行为,研究了载荷、滑行距离和料浆浓度对微磨粒磨损规律的影响,并对其微磨粒磨损机理进行了讨论.结果表明:TiN涂层的硬度和弹性模量分别为23.825和220.433 GPa,划痕临界载荷达1.48 N;随载荷、滑行距离和料浆浓度的增加,TiN涂层的磨损量增加,且在Hank's模拟体液中的磨损体积大于在蒸馏水中的磨损体积;磨损机制则随料浆浓度和滑行距离的增加而由二体磨损向混合磨损和三体磨损转变.
7.应用人工神经网络模型构造Ti-17合金加工图
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：以Gleeble-1500热模拟试验机获得的Ti-17钛合金压缩试验数据为基础,应用BP人工神经网络对数据进行训练和预测,建立了其高温流动应力与应变、应变速率和温度对应关系的预测模型,并采用该模型预测的数据构造了合金的加工图.结果表明:经过训练的神经网络模型能够很好地预测训流变应力值,由该流变应力预测值绘制的加工图,其安全区和失稳区的条件与实测数据获得的加工图基本相符.
8.离合器式螺旋压力机上钛合金复杂构件精锻过程数值模拟
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：首先对离合器式螺旋压力机的力能关系和控制方式进行分析,以阐明离合器式螺旋压力机的打击特性,进而建立了压机打击力与工件变形功之间的数学模型.应用所建立的数学模型对TC4合金复杂构件的精锻过程进行了有限元数值模拟.结果表明,所建立的模型可精确描述离合器式螺旋压力机在锻造过程中的运动学和力能特性,从而为选择最优能级,科学地确定钛合金复杂构件的锻造工艺提供依据.
9.TiAl基合金的热轧过程模拟
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：为获得合适的热轧工艺参数,采用包套压缩试样对锻造态Ti-47Al-2Cr-1.8Nb-0.2W-0.15B(at%)基合金的热轧过程进行了模拟.热压缩实验选择了3个变形温度分别为1000、1100、1180°C;选择了3个应变速率分别为0.01-1/0.1-1和1s-1;设计的总变形量为30%～50%.结果表明,在相同的变形温度下变形抗力随着应变速率的减小而降低,真应力-真应变曲线变得平滑;变形抗力随着温度的升高而减小,在相同的应变速率下真应力-真应变曲线的敏感性随变形温度的升高而降低.变形温度越高、应变速率越低合金的变形抗力越小,更加有利于TiAl基合金的热变形.综合包套材料特性及有限元模拟分析(FEM),以及热轧变形程度和热轧结束温度引起的组织控制问题,推荐使用的一组热轧工艺参数为1180～1280°C/1 s-1.采用这组工艺参数成功地轧制出TiAl基合金板材.
10.钛弯管模拟热推扩成形工艺参数优化
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：研究了在扩径变形段中心线采用阿基米得螺线的基础下,进一步采用MSC公司的Superform软件对不同推制速度,及推制温度对钛环形管壁厚均匀性的影响进行了模拟.在研究中,模拟了3种推制速度,并考察了不同推制温度对热推扩成形弯管的影响.结果表明:扩径变形段中心轴线采用曲率半径渐变的阿基米得螺线,有利于管坯凹面金属充分向凸面流动,避免了传统弯曲变形内侧受压增厚,外侧受拉减薄;在优化阿基米得螺线系数及扩径比后,使用合理的推制速度,并控制温度可以得到壁厚均匀的弯管.
11.不同规格的附铸试样和钛铸件本体取样性能比较
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：对钛铸件力学性能取样方法进行了研究.结果表明,几种取样方法测试的性能均符合ASTMB367标准的要求,但Φ15mm棒状试样的检测结果显著高于标准要求.随着试样规格的增大.其力学性能逐渐降低,因此,仅用一种规格的试样代表不同壁厚规格的铸件具有一定的局限性。而不同厚度的板状试样则与阀体本体上相应壁厚处取样测试结果更接近,能更好地代表铸件的性能。从板状样坯厚度方向1/4处取样测试的力学性能略高于1/2处取样,但这种差别很小.与单铸的板状试样相比,和铸件整体附铸的相同厚度的试样坯与铸件上该厚度的本体试样性能非常接近,在铸造大型、大载荷、承受高压的钛铸件时,可采用整体试样的取样方法.
12.离心铸造钛合金显微组织的计算机模拟
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：结合有限元模型(FE)和元胞自动机(CA)模型建立了离心场作用下ZTC4合金的晶粒生长模型,计算了离心铸造转速、浇注温度及铸型温度等工艺参数对ZTC4合金微观组织的影响.结果表明:随着离心铸造转速的增大,ZTC4铸件中等轴晶区域逐渐增大,同时晶粒得到细化;随着浇铸温度及铸型温度的升高,铸件中柱状晶区域及晶粒尺寸增大.
13.钛合金TC4切屑成形过程的数值模拟研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：为了研究钛合金材料TC4加工过程中锯齿状切屑的成形原理,建立了正交切削有限元模型,Johnson-Cook(JC)模型用来作为数值模拟中钛合金TC4的材料模型,同时采用欧位Euler方法作为切屑分离准则.采用所建立的有限元模型对钛合金TC4加工过程进行了数值模拟,得到了钛合金材料TC4锯齿状切屑的形成过程,并对切削过程中进行了分析,为进一步研究钛合金切削机理及切削参数优化、刀具优化研究提供了基础.
14.冷却过程对熔融TiAl合金局域结构变化影响的分子动力学研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：作为一种高温耐热轻质合金,TiAl合金具有极为重要的应用价值。其中对于合金晶化过程的理论研究,可以深入了解晶化的微观机理,进而有助于调整控制工艺条件得到所期望的组织结构.本工作基于嵌入原子模型(Embedded Atom Method,EAM)的分子动力学模拟研究熔融TiAl合金在不同的冷却过程中局域结构的变化.研究中使用对分析技术等描述在冷却过程中微观结构的演化.模拟结果表明,不同的冷却过程极大的影响最终所得到的TiAl合金微观结构.
15.TA15钛合金晶粒演化过程的元胞自动机模拟
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：通过引入最低能量法则、改进晶界元胞的识别算法,建立晶粒演化的元胞自动机模型(Cellular Automata,CA).利用该模型研究了TA15钛合金β单相状态下退火过程中的晶粒演化：展示了晶粒形貌、拓扑结构的变化;分析了晶粒生长过程的动力学特征并求得了生长指数;对模拟空间的晶粒尺寸进行了标定.结合模拟过程,做了相关验证性实验,二者结果吻合较好.考察了温度因素对晶粒生长的影响,研究了非均匀温度场下晶粒生长过程及形貌分布特征.
16.亚稳β钛合金Ti-B19的热变形行为及加工图
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：在热模拟机上对Ti-B19合金进行了热压缩试验,研究了变形温度在700～1000°C,应变速率0.001～10 s-1条件下Ti-B19合金的热变形行为.建立了基于流变应力的Ti-B19合金的本构方程.综合考虑应变速率、变形温度对材料组织和性能的影响,采用动态材料模型,建立了加工图.该图表明:在720～780°C附近,应变速率为1.0×10-3～4.0×10-3s-1,出现一个功率散耗峰区,峰值效率为45%,是典型的动态再结晶区域;高应变速率区,出现流变失稳.Ti-B19合金适宜在900°C以下,以较低应变速率(小于0.1 s-1)进行加工.
17.提高600°C高温钛合金热强性能的β稳定化元素选择和成分优化
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：从Al当量和Mo当量角度分析了高温钛合金的合金化发展方向和规律,提出了600°C高温钛合金的当量设计准则,并确定了600°C高温钛合金的近似当量值,即Al当量应为8%～9%,Mo当量应为0.5%～1%.基于高温钛合金热强化机理以及综合力学性能匹配存在的本质矛盾的分析,并通过分析Ti与Mo、W、Nb和Ta的二元相图、不同合金元素在α-Ti中的扩散机制等,提出了600°C高温钛合金新的β稳定化元素合金化方式及其合适的含量,并针对实际的工业生产,提出了影响产品质量和力学性能的几项关键控制因素,如杂质Fe量的控制、锻造工艺优化和显微组织控制等.
18.应用响应面方法(RSM)优化钛合金叶片精锻过程
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：提出了一种基于有限元分析和响应面法(Response surface Method,RSM)对叶片精锻工艺的优化方法.给出了表征叶片锻模型腔填充特性的新型目标函数,讨论了叶片平衡角及毛坯尺寸对叶片锻模填充过程的影响,构造了目标函数对设计变量的响应面函数.并以XX型钛合金叶片精锻过程为例,对现行工艺条件下的叶片平衡角和毛坯宽厚比进行了组合优化,对科学的进行钛合金叶片精锻工艺设计和有效控制钛合金叶片锻件质量进行了有益的探索.
19.钛合金气瓶冲压成形的有限元与试验研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用有限元数值模拟方法并同生产工艺实验相结合的方法对钛合金气瓶的冲压成形工艺进行了深入研究.分析了气瓶冲压成形过程中塑性变形特点以及壁厚变化情况,并将数值模拟结果同试验研究结果进行了对比分析.
20.TiAl合金板材轧制过程的热力耦合有限元模拟
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：TiAl金属间化合物热加工窗口非常窄,通常轧制工艺很难同时满足各参数要求.本研究采用刚粘塑性有限元法,通过改变被加工工件的加热温度、包套厚度、转移时间、轧制速度等工艺、设备参数,对TiAl合金板材包套轧制过程进行了三维热力耦合模拟,分析了温度、形变和应力的变化规律,优化了包套设计方案和轧制工艺路线,为TiAl合金板材轧制工艺设计提供参考.
21.钛设备的应用概况及制造技术发展现状
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：本文对钛设备在化工、石油、冶金、电力、海洋工程等领域应用概况及钛设备制造技术发展现状进行了综述,提出了我国钛设备制造中存在的一些问题及相应对策。
22.厚壁钛合金管材超声波检测
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：针对壁厚与外径之比(T/D)大于0.2的厚壁钛合金管材,利用常规薄壁管材超声纯横波探伤方法无法检出内壁缺陷这一技术难题,通过试验,采用变型横波探伤法解决了厚壁钛合金管材超声波检测问题。
23.TA2管道等离子打底焊接工艺研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：通过对不同厚度钛合金的等离子焊接(PAW)研究,在坡口制备、焊接参数、工装的设计等方面确定了技术要求,成功应用于不同规格厚度的钛合金管道的规模化生产.
24.掺铌TiO2/Ti催化剂制备及光催化活性研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：为了解决TiO2催化剂的固定化并提高其催化活性,采用阳极氧化技术,以钛板为阳极,通过向H2SO4电解质体系中加入草酸铌制备铌掺杂TiO2/Ti催化剂,用UV/VIS/NIR、XRD和SEM对催化剂的性能进行表征,并对其光催化活性进行测试.结果表明,在成膜电压为160V,电流密度为100 mA/cm2,当Nb5+的掺杂浓度为0.4 g/L条件下制备的铌掺杂TiO2/Ti催化剂对罗丹明B的降解表现出良好的光催化活性。
25.苯酚在TiO2薄膜电极上的光电催化降解
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用HPLC,UV-Vis以及TOC技术,对电辅助光催化降解过程水中苯酚浓度及总有机碳的变化情况进行了测定,以澄清光电催化过程中的反应控制要素.结果表明:暗态的电催化反应无法降解苯酚;空气(O2)和偏压对光催化苯酚的降解都有促进作用;苯酚的光电催化降解速率明显高于光催化降解速率;空气(O2)在光电催化过程中发挥了重要作用.
- 光电催化;
- TiO2/Ti电极;
- 空气;
- 苯酚;
- 钛;
26.钛合金表面海生物附着试验研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：对船用钛合金表面海生物的附着情况进行了系统的研究.结果表明:钛合金船用结构件长期在海洋环境中使用,其表面能生长海生物,但是附着在表面上的海生物可以清除,清除后不留任何腐蚀坑.在钛材表面附着和生长的海生物主要是藤壶、牡蛎、石灰虫和藻类,且生长有一定的规律性。明亮和海水自由流动的条件适合海生物生长.并易生长在外表面,内表面、距离端口越远的位置,如端口的面积越小,海生物生长的数最越少.而在黑暗及海水流通不畅的条件下,海生物不易附着和生长.海水流速对海生物的生长和附着有影响,流速大则不易生长和附着.采用防污涂料和电解铜等防护措施,可防止海生物污染.
27.TiO2/AC光催化氧化水中苯酚的研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型TiO2光催化剂,并对其进行了XRD、SEM表征.以20 W紫外灯为光源对苯酚进行了光催化降解研究,考察了催化剂用量、溶液的初始pH值、双氧水用量、苯酚初始浓度等因素对苯酚降解效果的影响.结果表明,负载在活性炭表面的TiO2为纳米颗粒且分布比较均匀,TiO2晶型是以锐钛矿为主的锐钛矿和金红石的混晶结构.浓度为100 mg·L-1的苯酚溶液60 mL,TiO2质量负载分数为21%的TiO2,AC用量为0.3～0.5 g,质量浓度为30%的H2O2用量0.09 mL,连续光照2 h降解率可达91.6%.
28.添加纳米羟基磷灰石的医用钛基复合材料力学性能
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：采用冷等静压(CIP)与真空烧结(VS)相结合的方法制备医用钛基复合材料.研究了5%(体积分数,下同)、10%和15% 3种纳米羟基磷灰石添加量下医用钛基复合材料的密度、孔隙率、硬度、抗弯强度(σbb)和压缩弹性模量(Ec),优化出具有与人体骨组织较匹配弹性模量和强度的医用钛基复合材料.结果表明,随着纳米羟基磷灰石添加量的增加,复合材料的密度和抗弯强度逐渐降低,孔隙率逐渐提高,硬度呈现先上升后下降的变化规律,1100°C真空烧结10%纳米羟基磷灰石添加量的钛基复合材料具有较好的综合力学性能,其Ec为10.4 GPa,接近人体骨的Ec值(4.9～9.5GPa),σbb为165 MPa,与人体骨的σbb值相当.
29.新型近β钛合金TLM表面梯度TiO2/HA生物活性涂层研究
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：新型近β钛合金TLM是西北有色金属研究院研制的一种低弹性模量的高强度医用钛合金,本研究拟通过在TLM合金表面制备生物活性梯度HA涂层,以活化合金表面,更适于作硬组织植入材料使用.通过溶胶凝胶法在新型近β钛合金TLM基体上制备了梯度TiO2/羟基磷灰石生物活性涂层.HA和TiO2溶胶由前驱体制得,按不同摩尔比直接混合2种溶胶来制备混合溶胶,将不同混合比例溶胶分别涂覆于基体上,逐层经干燥、热处理制备梯度复合涂层.HA可以提高钛基的生物活性,TiO2可以提高涂层与基体的物理、化学相容性。实验结果表明在较高温度下梯度HA涂层表面生成CaTiO3和缺Ca磷灰石相.成骨细胞实验结果表明,复合涂层上细胞铺展良好,细胞在梯度HA涂层表面的粘附量明显高于抛光TLM合金表面,证明涂层具有较高的体外活性。
30.钛合金焊缝超声波检测特点分析
- 《第十三届全国钛及钛合金学术交流会》 | 2008年
摘要：本文介绍了国内外钛合金焊缝超声波检测的现状,根据钛合金与一般黑色金属的差异,对超声波在钛合金中的传播、衰减作了系统的分析;对不同牌号、不同厚度钛合金组织对超声波传播的影响作了测量分析,为合理的制定超声波检测工艺提供了充分的理论依据.