钛铝合金

摘要： 采用相空间重构法,研究Ti48Al2Cr2Nb合金在高电位电化学腐蚀过程中电流密度时间序列的动力学演化特征。结果表明:电化学系统均存在相似结构的吸引子,其轨迹线均分布在45°对角线上,随着时间以一定规律反复折叠和拉伸,且随着电位的提升越来越复杂、光滑,填充区域变大。结合腐蚀形貌可知,吸引子的具体形态与合金在相应电位下的腐蚀行为密切相关:低电位下电流密度较低,合金的腐蚀以点蚀和不均匀的片层溶解为主,吸引子轨迹线不光滑、占有区域小;随着电位增加、电流密度增大,合金的腐蚀行为逐渐以均匀溶解为主,吸引子轨迹线占有区域大,轨迹线较光滑。

摘要： 本文从钛铝合金增材制造技术专利角度梳理并呈现钛铝合金增材制造技术态势。按照检索策略在专利数据库对钛铝合金增材制造展开检索,检索时间为2021年6月8日,结果显示,全球钛铝合金增材制造技术专利142件,包括发明申请专利121件、发明授权专利19件和实用新型专利2件。1.专利概况1.1申请时间与地理分布就钛铝合金增材制造技术专利申请时间而言,钛铝合金增材制造技术专利集中于2010~2020年,11年间专利共计107件,占比75.35%。具体包括2020年的25件专利、2019年的19件专利、2017年的18件专利、2018年的10件专利、2014年的8件专利、2015年的7件专利、2012年的5件专利、2016年的5件专利、2010年的4件专利、2011年的3件专利和2013年的3件专利。近20年,全球钛铝合金增材制造技术专利申请时间及数量变化情况详见图1。

摘要： 钛铝合金是一种新型的轻质高温结构材料,拥有良好的物理和力学性能,适用于航空发动机叶片等领域。通过用球头铣刀铣削加工钛铝合金薄壁件的正交试验,分析了切削参数对铣削钛铝合金薄壁件切削力和表面粗糙度的影响,建立了基于切削参数的切削力及表面粗糙度的指数预测模型。研究表明,对切削力的影响因素重要性由大到小依次为轴向切深和每齿进给量,主轴转速和行距对切削力的影响不显著;对Ra和Sa的影响因素重要性由大到小依次为行距、每齿进给量,而主轴转速和轴向切深对Ra及Sa的影响不显著;通过F检验以及试验验证表明,所建立的指数预测模型可以用于铣削加工钛铝合金薄壁件的切削力和表面粗糙度的预测。

摘要： 电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)增材制造技术在制备具有低室温塑性的金属间化合物材料方面具有独特的技术优势,采用该技术制备的TiAl合金部件已经在先进航空发动机获得成功应用。本研究以Ar气雾化的Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末为原料,采用SEBM成功制备出TiAl合金低压涡轮导向叶片模拟件,并对叶片的抗热冲击性能及随炉试棒的室温拉伸性能进行评价。结果表明:SEBM制备的TiAl合金经热处理后室温抗拉强度可达515 MPa,断后伸长率为1.13%;TiAl合金叶片模拟件经700°C水淬热冲击120次后结构完整,经900°C水淬热冲击6次后叶身部分出现垂直于径向的裂纹;结合裂纹扩展路径和裂纹断口分析,确定叶片部件在热冲击条件下失效的主要机制是表面较大粗糙度引起的应力集中。

摘要： 金属及合金的微弧氧化(MAO)涉及在等离子体高温下电解液与合金表面的交互作用。在此过程中,合金表面的多孔层的形成,不仅与电解液成分密切相关,合金成分对涂层结构及电特性起着重要作用。通过在0.1 mol/L Na_(2)B_(4)O_(7)电解液中加入0.15 mol/L KOH,对不同Al含量的二元Ti-Al合金进行MAO,重点探究微弧氧化过程合金成分对涂层结构的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、3D激光共聚焦显微镜分析了涂层的形貌和氧化物堆积厚度,接触角测试仪测量MAO涂层的亲水性能。结果表明,随着基体Al含量增加,MAO后的表面多孔涂层更加均匀,孔洞尺寸、氧化物堆积及电压值均有所增加。高Al含量的多孔涂层更加均匀,亲水性也更加优异。

摘要： 随着我国航空航天及民用机械领域的快速发展与应用,钛铝合金制品生产和使用需求量不断的增加,研究低成本、高性能的钛铝合金制备工艺已经被提上日程。通过对粉末冶金、铝热还原、电沉积以及熔盐电解制备钛铝合金的工艺、原理、优缺点进行总结,并指出了未来的研究方向。

摘要： 通过原位拉伸及卸载试验,利用SEM分析试样断口与表面形貌,对钛铝合金原位拉伸断裂过程、断裂起始点及断裂扩展情况进行了研究。结果表明,该材料断口上呈现沿层断裂和穿层断裂的混合形态,并在裂纹前端取向不利的层团附近出现大量微裂纹损伤。发现其断裂过程为:随着外加载荷的增加,试样首先在晶粒沿层薄弱区开裂,继续加载会在主裂纹前端附近产生一些微裂纹损伤,接着裂纹将穿层断裂,同时积蓄的能量得到部分的释放,直至试样的整体断裂。

摘要： 采用电化学阳极氧化技术在含NH4F的乙二醇电解液中对TiAl合金进行阳极氧化处理.研究阳极氧化对TiAl合金高温氧化行为和力学性能的影响.结果表明:由于"卤素效应",阳极氧化处理的TiAl合金经高温氧化后表面形成致密、连续的Al2O3氧化膜,有效阻止了氧的内扩散,进而显著提高合金的抗高温氧化性能.经1000?°C氧化100?h后,阳极氧化试样增重由未经阳极氧化处理试样的85.86?mg/cm2降至0.67?mg/cm2.另一方面,阳极氧化TiAl合金表面硬度和弹性模量随高温氧化时间延长呈先降低后升高的趋势.阳极氧化TiAl合金在高温服役后,合金的摩擦系数较未经阳极氧化处理试样上升,但表面耐磨性先降低后升高.这是由于TiAl合金经阳极氧化后,表面形成了一层富铝含氟氧化膜,由于氧化膜中F元素在高温氧化过程中与Ti、Al结合形成卤化物,卤化物蒸气选择性扩散在原始氧化膜处形成致密的Al2O3保护膜.阳极氧化对TiAl合金力学性能的影响主要是由于氧化膜中Al2O3的含量变化所致.

摘要： 为了解我国钛铝合金材料领域知识产权状况,基于Incopat专利数据库对我国钛铝合金材料领域专利文献进行检索收集、数据统计和计量分析,分析了专利申请趋势、技术构成、地区分布、主要创新主体、主要发明人、重要创新主体、关键研发技术、重点专利情况,揭示出我国钛铝合金材料发展态势.研究发现,专利申请主体集中在高校和科研院所;哈尔滨工业大学、北京科技大学、西北工业大学是重要创新主体;来华专利申请人以日本、美国和德国为主;专利申请涉及精密铸造、熔模铸造、焊接等技术主题.

摘要： 采用包埋渗法在TiAl合金表面制备了Al–Y渗层,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及能谱仪分析了渗层的结构及相组成,对比研究了TiAl基体及Al–Y渗层的抗热冲击性能.结果表明:经930°C保温2 h所制备的Al–Y渗层厚约50μm,组织均匀致密,主要由富Al的TiAl3外层和TiAl2内层组成.在1000°C热冲击下,TiAl基体裂纹一旦产生,将会持续扩展,在热冲击31次后出现贯穿性裂纹;而Al–Y渗层的裂纹萌生时间较长,并且具有多发性,裂纹产生后绝大部分会在膜基界面处终止,个别裂纹会在热冲击43次后贯穿渗层,但未在膜基界面处发生横向扩展,且渗层未出现脱落的现象,表明Al–Y渗层可以在一定程度上提高TiAl合金的抗热冲击性能.

摘要： 通过真空电弧熔炼制备了Ti-46Al-Nb-Fe合金.分析表明过高含量的Fe元素是的钛铝合金的组织趋于出现针状结构,同时会导致脆性增加.研究显示8％含量的Fe元素不利于TiAl合金的组织改善和性能优化.2％Fe对于TiAl合金组织和室温韧性具有优化作用,Ti-46Al-2Nb-2Fe具有均匀的层片组织和良好的性能.

摘要： 本文针对钛铝合金在磨削加工过程中存在材料去除量小、表面质量差的问题,采用正交实验方法对钛铝合金的砂带磨削表面质量进行了一系列性能实验研究,总结归纳钛铝合金砂带磨削材料去除率和表面质量的影响因素及最优工艺参数.本文的研究可以提高钛铝合金的表面加工效率及改善表面质量,对钛铝合金相关的生产、实践、研究有着重要的理论指导意义.

摘要： 研究了锻造Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金通过降低Al元素含量和改善其热加工性能,适当增加了Nb元素的含量来提高合金的高温强度;该合金由γ/α2层片团和少量分布于层片团间的等轴γ晶粒组成.研究了合金在750°C下的高周疲劳行为,结果表明合金具有较好的高温高周疲劳性能,其疲劳极限为490MPa,与合金的抗拉强度951MPa的比值为0.515.同时,用扫描电镜对合金的高周疲劳断口进行了观察.

摘要： 研究了锻造Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金通过降低Al元素含量和改善其热加工性能,适当增加了Nb元素的含量来提高合金的高温强度;该合金由γ/α2层片团和少量分布于层片团间的等轴γ晶粒组成.研究了合金在750°C下的高周疲劳行为,结果表明合金具有较好的高温高周疲劳性能,其疲劳极限为490MPa,与合金的抗拉强度951MPa的比值为0.515.同时,用扫描电镜对合金的高周疲劳断口进行了观察.

摘要： 研究了锻造Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金通过降低Al元素含量和改善其热加工性能,适当增加了Nb元素的含量来提高合金的高温强度;该合金由γ/α2层片团和少量分布于层片团间的等轴γ晶粒组成.研究了合金在750°C下的高周疲劳行为,结果表明合金具有较好的高温高周疲劳性能,其疲劳极限为490MPa,与合金的抗拉强度951MPa的比值为0.515.同时,用扫描电镜对合金的高周疲劳断口进行了观察.

摘要： 研究了锻造Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金通过降低Al元素含量和改善其热加工性能,适当增加了Nb元素的含量来提高合金的高温强度;该合金由γ/α2层片团和少量分布于层片团间的等轴γ晶粒组成.研究了合金在750°C下的高周疲劳行为,结果表明合金具有较好的高温高周疲劳性能,其疲劳极限为490MPa,与合金的抗拉强度951MPa的比值为0.515.同时,用扫描电镜对合金的高周疲劳断口进行了观察.

摘要： 采用Ti-Al-C中间层和BNi2钎料实现了TiAl与C/C复合材料的自蔓延反应辅助钎焊.在800°C/20min/20MPa的条件下,接头典型界面结构为C-C/Cr7C3/残余BNi2/NiAl+Ni2Al3/TiAl3+TiAl+Ti3Al+Ti+TiC/TiAl3+TiAl2/TiAl.自蔓延反应发生于Al熔化后,放出的热量完成了钎料的部分熔化以及后续反应.对接头进行1200°C/1h的后热处理,BNi2与CC剧烈反应并促使部分CC脱落,Ti-Al-C体系中的Ti、Al元素大量溶解到钎料中并与C-C、Ni等发生反应.在Ti-Al-C体系与BNi2钎料反应界面,Ni-Al层变为Ti-Al-Ni三元化合物,TiAl侧生成的TiAl3与TiAl母材继续反应生成TiAl2层.

摘要： 采用Ti-Al-C中间层和BNi2钎料实现了TiAl与C/C复合材料的自蔓延反应辅助钎焊.在800°C/20min/20MPa的条件下,接头典型界面结构为C-C/Cr7C3/残余BNi2/NiAl+Ni2Al3/TiAl3+TiAl+Ti3Al+Ti+TiC/TiAl3+TiAl2/TiAl.自蔓延反应发生于Al熔化后,放出的热量完成了钎料的部分熔化以及后续反应.对接头进行1200°C/1h的后热处理,BNi2与CC剧烈反应并促使部分CC脱落,Ti-Al-C体系中的Ti、Al元素大量溶解到钎料中并与C-C、Ni等发生反应.在Ti-Al-C体系与BNi2钎料反应界面,Ni-Al层变为Ti-Al-Ni三元化合物,TiAl侧生成的TiAl3与TiAl母材继续反应生成TiAl2层.

摘要： 采用Ti-Al-C中间层和BNi2钎料实现了TiAl与C/C复合材料的自蔓延反应辅助钎焊.在800°C/20min/20MPa的条件下,接头典型界面结构为C-C/Cr7C3/残余BNi2/NiAl+Ni2Al3/TiAl3+TiAl+Ti3Al+Ti+TiC/TiAl3+TiAl2/TiAl.自蔓延反应发生于Al熔化后,放出的热量完成了钎料的部分熔化以及后续反应.对接头进行1200°C/1h的后热处理,BNi2与CC剧烈反应并促使部分CC脱落,Ti-Al-C体系中的Ti、Al元素大量溶解到钎料中并与C-C、Ni等发生反应.在Ti-Al-C体系与BNi2钎料反应界面,Ni-Al层变为Ti-Al-Ni三元化合物,TiAl侧生成的TiAl3与TiAl母材继续反应生成TiAl2层.

摘要： 采用Ti-Al-C中间层和BNi2钎料实现了TiAl与C/C复合材料的自蔓延反应辅助钎焊.在800°C/20min/20MPa的条件下,接头典型界面结构为C-C/Cr7C3/残余BNi2/NiAl+Ni2Al3/TiAl3+TiAl+Ti3Al+Ti+TiC/TiAl3+TiAl2/TiAl.自蔓延反应发生于Al熔化后,放出的热量完成了钎料的部分熔化以及后续反应.对接头进行1200°C/1h的后热处理,BNi2与CC剧烈反应并促使部分CC脱落,Ti-Al-C体系中的Ti、Al元素大量溶解到钎料中并与C-C、Ni等发生反应.在Ti-Al-C体系与BNi2钎料反应界面,Ni-Al层变为Ti-Al-Ni三元化合物,TiAl侧生成的TiAl3与TiAl母材继续反应生成TiAl2层.

摘要： 本申请涉及一种钛铝合金模具、钛铝合金外包套的制备方法及应用钛铝合金模具进行放电等离子烧结的方法，其经过三次真空自耗电弧熔炼后锻造制备出TiAl合金，并切削加工成满足服役要求的TiAl合金模具，且该模具采用高温TiAl合金层和石墨内衬层紧配合的套筒组合方式，并在TiAl合金与石墨内衬层接触面涂覆阻断剂，防止石墨与钛之间发生反应，提高模具的使用寿命；该模具可以使得放电等离子和热压烧结在1300摄氏度时施加140MPa压力，解决了石墨环向抗拉能力差(<40～70MPa)，高温施加压力不足，导致试样不致密的问题，并且保证了模具的导电导热性能。

摘要： 本发明公开了一种钛铝合金材料的制备方法和钛铝合金材料及其应用，包括，取商业6061铝合金粉，合金粉的粒径为180～200目；纯钛粉，粒径为180～200目；取铝钛粉按照质量比7：3组成铝钛粉Ⅰ；取铝钛粉按照质量比5：5组成铝钛粉Ⅱ；取铝钛粉按照质量比3：7组成铝钛粉Ⅲ；球磨预处理；成型；制备钛铝合金材料基体；对双极板基体表面微弧氧化处理，获得具有纳米多孔结构的表面；制备钛铝合金材料。本发明提供钛铝合金材料，将质子交换膜燃料电池的双极板直接压制成型，成型过程中直接制备了流道，减少了后续加工工序，并进一步提升了钛铝合金材料的耐腐蚀性能和在PEMFCs工作环境中稳定性。

摘要： 本申请涉及一种钛铝合金模具、钛铝合金外包套的制备方法及应用钛铝合金模具进行放电等离子烧结的方法，其经过三次真空自耗电弧熔炼后锻造制备出TiAl合金，并切削加工成满足服役要求的TiAl合金模具，且该模具采用高温TiAl合金层和石墨内衬层紧配合的套筒组合方式，并在TiAl合金与石墨内衬层接触面涂覆阻断剂，防止石墨与钛之间发生反应，提高模具的使用寿命；该模具可以使得放电等离子和热压烧结在1300摄氏度时施加140MPa压力，解决了石墨环向抗拉能力差(<40～70MPa)，高温施加压力不足，导致试样不致密的问题，并且保证了模具的导电导热性能。

摘要： 本发明涉及一种提高定向凝固钛铝合金高温性能的合金化方法及制备的钛铝合金，属于钛铝合金定向凝固技术领域。为解决定向凝固过程中熔体易污染的问题，本发明提供了提高定向凝固钛铝合金高温性能的合金化方法，在电磁冷坩埚定向凝固成形设备中，钛铝合金铸锭圆棒在向下运动过程中在电磁感应加热的作用下熔化并逐滴滴落至熔池中，熔池向下运动在冷却液作用下定向凝固得到定向凝固钛铝合金试样。本发明实现了熔体与坩埚的软接触，有效降低了钛铝合金在熔铸过程中的熔体污染，通过W、Cr和B元素的微量添加，提高了钛铝合金的使用温度，细化了柱状晶组织和条带状B2相间距，增强了强韧化效果，实现了钛铝合金在轴向上力学性能的提高。

摘要： 本发明公开了一种钛铝合金的制备方法、钛铝合金及其应用，钛铝合金的制备方法包括以下步骤：S10：加热金属镁和金属铝，制备熔融液；S20：混合四氯化钛与熔融液，在850°C～1100°C的温度下制备海绵状沉淀；S30：破碎海绵状沉淀，制备粉末状沉淀；S40：对粉末状沉淀进行致密化处理，制备钛铝合金。上述制备方法利用镁来还原四氯化钛生成钛，还通过控制反应温度提高制备的合金纯度。进一步在熔融液中的铝与钛结合生成海绵状的合金沉淀，由于上述海绵状合金沉淀极易破碎成钛铝合金粉末；通过包套热等静压技术直接烧结成钛铝合金坯锭。制备方法操作简便，流程短，可批量制备，易实现产业化，且制备得到的钛铝合金具有高致密度。

摘要： 本发明公开了一种钛铝合金材料的制备方法和钛铝合金材料及其应用，包括，取商业6061铝合金粉，合金粉的粒径为180～200目；纯钛粉，粒径为180～200目；取铝钛粉按照质量比7：3组成铝钛粉Ⅰ；取铝钛粉按照质量比5：5组成铝钛粉Ⅱ；取铝钛粉按照质量比3：7组成铝钛粉Ⅲ；球磨预处理；成型；制备钛铝合金材料基体；对双极板基体表面微弧氧化处理，获得具有纳米多孔结构的表面；制备钛铝合金材料。本发明提供钛铝合金材料，将质子交换膜燃料电池的双极板直接压制成型，成型过程中直接制备了流道，减少了后续加工工序，并进一步提升了钛铝合金材料的耐腐蚀性能和在PEMFCs工作环境中稳定性。

摘要： 本发明提供了一种钛铝合金粉末的制备方法、钛铝合金粉末及应用，涉及合金技术领域，钛铝合金粉末的制备方法包括如下步骤：(a)将钛铝合金原料冶炼制备成钛铝合金棒材；(b)将钛铝合金棒材通过真空气雾化制备成钛铝合金粉末，本发明提供的钛铝合金粉末的制备方法将冶炼与真空气雾化相结合，制备得到的钛铝合金粉末形状规则，粒度可控，球形度为97％以上，氧含量低，能够适用于SLM及EBM，从而拓展了钛铝合金粉末在航空航天等精密度要求高的领域的应用前景。

摘要： 本发明提供了一种具有复合渗层的钛铝合金件，包括钛铝合金基体，以及设置于所述钛铝合金基体上的复合渗层；所述复合渗层包括依次层叠设置的TiAl2层、掺锆的Ti5Si4层、掺锆的TiSi2层，沿厚度方向由所述钛铝合金基体向所述复合渗层，所述复合渗层的热膨胀系数逐渐降低。后续在该复合渗层基础上制备金刚石涂层时，该复合渗层能提高金刚石涂层与钛铝合金基体的粘附性，改善钛铝合金不耐磨损的问题，提高金刚石涂层在钛铝合金件上的使用寿命。本发明还提供了该具有复合渗层的钛铝合金件的制备方法和应用。

摘要： 本发明提供了一种具有复合渗层的钛铝合金件，包括钛铝合金基体，以及设置于所述钛铝合金基体上的复合渗层；所述复合渗层包括依次层叠设置的TiAl

摘要： 本实用新型提供了一种具有复合渗层的钛铝合金件，包括钛铝合金基体，以及设置于所述钛铝合金基体上的复合渗层；所述复合渗层包括依次层叠设置的TiAl