钛合金在飞行器中的作用

介绍国内50多年以来,发展比较成熟和使用性能稳定可靠的一些钛合金,可供设计人员选用。同镍基高温合金和不锈钢相比,钛合金的组织比较复杂,对制造工艺比较敏感,这也是在制造钛合金零部件时,必需注意的问题。本文介绍和推荐了高强钛合金TC18、TC21和TB6的一些基本性能,高温钛合金则介绍和推荐了TC25、TC11、TC6、TC4、TA19和TA15合金,与国外的Ti-100、IMI834、BT18Y、BT25Y和BT36等高温钛合金相比,TC25和TA15合金综合性能较好,加工制造工艺比较简单,成本低,更适合在国内推广应用。同时也对钛合金的发展趋势作了一些说明。     

基于试件疲劳寿命的内R成型铣刀铣削圆角参数优化

在研究利用内R成型铣刀加工孔口圆角工艺方法的基础上,针对TB6高强度钛合金材料,设计并开展了基于铣削参数的正交疲劳性能测试试验,分析了内R成型铣刀的最大切削线速度vc、每齿进给量fz和切削深度ap对试件疲劳寿命的影响规律,得到对TB6钛合金材料疲劳极限影响最大的铣削参数是每齿进给量,其次是切削深度和线速度。基于试件的疲劳寿命测试数据对铣削参数进行优化,得到使TB6试件疲劳极限最高的铣削参数为vc=20m/min,fz=0.04～0.08mm/z,ap=0.1mm。     

基于单元切削过程利润率模型的TB6铣刀筛选

对典型难加工钛合金TB6材料的铣削刀具进行筛选试验,利用基于单元切削过程利润率模型的刀具切削性评价方法进行评价,通过测量并拟合后刀面磨损曲线得到刀具耐用度的大小,分别计算刀具的利润率数值,筛选出了一种最适合于TB6铣削的刀具,与工厂之前使用的刀具相比,利润率提高了200%以上,并得到了利润率与耐用度、切除率之间的相互关系,为刀具切削性评价提供了一种新思路。。     

TA15钛合金框等温锻造工艺研究

TA15钛合金具有优良的机械性能,同时适于锻造、热处理和焊接.本文系统研究了TA15钛合金的热变形行为.对TA15钛合金飞机隔框等温精密模锻过程进行了三维有限元数值模拟,结果显示恰当的工艺参数能保证复杂的隔框整体锻件顺利成形.     

工艺制度对粉末TA15钛合金组织性能的影响

文摘研究不同保温时间和制粉方法对热等静压TA15钛合金的微观组织、拉伸性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:粉末TA15钛合金组织由等轴α-Ti、层状α-Ti和少量β-Ti组成。热等静压保温时间为20min时粉末TA15钛合金已达到致密,随着保温时间延长到120 min组织逐渐均匀长大。采用等离子旋转电极法的粉末TA15钛合金的拉伸性能优于惰性气体雾化粉末TA15钛合金。拉伸断裂模式为韧性断裂,断口微观形貌为韧窝。     

钛合金的切削加工

分析了钛合金的切削加工性 ;阐述了钛合金切削加工中通常应注意的问题 ;在此基础上 ,提出了在钛合金车、铣、磨、钻、铰、攻丝加工中应采取的工艺措施     

钛合金材料切削加工性能探讨

本文通过对钛合金材料整体叶盘、压气机机匣的切削实践,总结了钛合金切削特点、切削刀具材料、刀具结构、钛合金高效切削参数的获取以及提高刀具耐用度和加工效率所采取的工艺对策,希望能起到一些参考作用。     

基于应变速率循环法的TA15钛合金超塑性本构方程

采用应变速率循环法对TA15钛合金进行三组高温超塑性拉伸试验,变形温度区间为850~950℃,应变速率循环区间为5×10-6~5×10-4s-1。分析拉伸试验数据后,计算出TA15钛合金动态再结晶激活能Q,结合金相组织分析得出其热变形过程中发生了动态再结晶的结论;并利用Arrhenius模型构建超塑性本构方程,应用origin数据处理软件进行数据分析,求得TA15钛合金高温条件下的超塑性本构方程。运用1stopt软件修正了该本构方程,使其精度达到99.3%。结果表明,TA15钛合金的流动应力对变形温度较为敏感,随着温度的升高,流变应力逐渐减小,软化机制愈发明显,且在900℃附近的超塑性较好,伸长率达到了846%。     

钛合金材料的切削加工及专用刀具开发

本文主要针对多种典型钛合金的车削、铣削和钛合金剥皮与平头等3种加工方式从高速切削加工中切削刀具、材料切削性能评价、切削加工机理、建模仿真及工艺优化等方面进行阐述。     

钛合金切削加工技术研究进展

钛合金是典型的难加工材料,加工时刀-屑接触面积小、应力大、温度高,刀具粘结磨损、扩散磨损严重。刀具材料的合理选择是应对钛合金加工的首要问题,含钛刀具在高速下可以用于切削钛合金。在一定条件下刀具表面形成稳定的钛合金粘接层,可以起到抑制磨损的作用。随着数值计算理论和软件工具的不断发展,切削过程仿真和预测必将在钛合金切削加工理论和技术的研究中起到越来越重要的作用。     

微织构刀具切削钛合金的研究进展

针对钛合金切削加工过程中切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,近年学者们尝试采用微织构刀具来解决。本文综述了微织构刀具在钛合金切削加工中的应用,分析了微织构刀具在改善表面质量,降低切削力、刀具磨损、摩擦因数和切削温度等方面的切削机理,并指出微织构刀具切削钛合金存在的问题。     

用于钛合金零件加工的机床与刀具——俄罗斯钛合金零件机械加工技术综述

简要介绍了钛合金零件机械加工的特点 ,综述了几种俄罗斯钛合金零件机械加工中所用的NC机床、刀具参数及切削规范 ,并指出了提高钛合金零件NC加工效率及切削刀具稳定性的方法     

钛合金TB6刀具磨损铣削实验研究

使用硬质合金刀具对钛合金TB6进行正交铣削实验,对比分析不同切削参数下的刀具磨损情况,并用实验结果进行回归分析得到刀具磨损的回归公式。结果表明:刀具主要磨损在后刀面,其磨损大都呈现一条带状磨损带,在速度增大时大磨损带变长,刀具易发生脆性破损,且在刀具表面会出现钛合金粘连;对刀具耐用度的影响大小依次为切削速度、进给量、切削宽度和切削深度;刀具磨损回归方程具有良好的回归方差,能够很好的对刀具寿命进行预测。     

钛合金攻丝

钛合金是航空、航天工业的重要结构材料,其切削加工性较差。随着加工方法的不同,钛合金切削加工的困难程度也不完全一样。由图1可以看出,攻丝在钛合金切削中最困难,特别是攻小直径的螺纹。用在一般难切削材料上攻丝的办法对待钛合金,效果不佳。因此,解决钛合金的攻丝问题便具有更为实际的意义。钛合金的弹性模量小、摩擦系数小、导热系数小,再加丝锥与钛合金的接触面积大,这便造成了摩擦扭矩大,丝锥耐用度低;切屑细     

TA15和TA2钛合金富氧α层生成机制

研究TA15和TA2两种α型钛合金不同热处理条件下富氧α层的形成。讨论合金中富氧α层的生成动力学和热力学。利用光学显微镜观察富氧α层并测量其厚度。结果表明,加热温度和保温时间均影响钛合金中富氧α层的形成,且温度为主要因素。富氧α层的厚度生长动力学曲线呈抛物线型,受氧扩散控制。计算出TA15和TA2钛合金富氧α层的生成激活能,分别为146.48 kJ/mol和59.97kJ/mol,说明TA2钛合金更易生成富氧α相。产生这种差异的主要原因是TA15的合金类型及合金元素的添加有助于阻止氧元素在α相中的扩散。建立TA15钛合金富氧层厚度-温度-时间的关系曲线。     

钛合金结构损伤容限设计可行性研究

对飞机结构常用金属材料损伤容限特性进行了对比分析,针对TC4和TA15损伤容限特性较差的缺点,研制出两种超低间隙（ELI）钛合金TC4ELI和TA15ELI,并对其进行结构损伤容限设计可行性论证。进行了两种超低间隙钛合金和普通钛合金裂纹扩展寿命、剩余强度和疲劳全寿命对比实验。实验结果表明：具有片层组织的超低间隙钛合金相对于普通成分钛合金断裂韧性和裂纹扩展特性有明显改善,剩余强度和疲劳全寿命相当;应力水平相当时,超低间隙钛合金工程可检裂纹扩展寿命比航空结构中常用铝合金稍长。因此,对于超低间隙钛合金TC4ELI和TA15ELI可以进行损伤容限设计。     

TA15钛合金熔焊工艺试验研究

采用真空电子束焊(EBW)和自动钨极氩弧焊TIG两种焊接方法,通过X射线检测、拉伸试验、弯曲试验、显微硬度测试以及金相分析等手段,对TA15钛合金板材的焊接性进行了试验研究.试验表明,TA15钛合金具有良好的焊接性能.     

钛合金车削用量制订的几个问题

钛合金目前在航空、航天、船舶、化学等许多工业部门得到越来越广泛的应用。但由于其热学性能差,化学亲合力强,弹性模量小等原因,切削加工比较困难。因此,研究钛合金的切削,制定合理的切削用量不仅对工厂生产有实际意义,而且对钛合金的更广泛应用也会起到促进作用。为此,我们以TC4-YG8(YG6X)为主要研究对象,在实验室条件下进行了大量切削试验,经过数据处理分析,从而制订出合理的车削用量。     

TB2钛合金电化学机械抛光试验研究

航天器用星箭连接带的材料为TB2钛合金,对表面质量要求严格。提出电化学–电化学机械组合抛光TB2钛合金的方法,通过机械作用控制表面TiCl4黏性层厚度,设计了固结磨料工具阴极,搭建了电化学机械抛光试验系统。开展了不同组合形式的电化学–电化学机械组合抛光优选试验,研究了电压、工具转速、进给速度等工艺参数对组合抛光后表面质量的影响,最后,在电压25 V、工具阴极转速100 r/min、工具阴极进给速度30 mm/min,电化学抛光1次+电化学机械抛光1次组合形式交替加工15次的条件下,获得了表面粗糙度Ra0.031μm、Sa0.082μm的表面。实现了TB2钛合金薄板零件的连续抛光。     

TC-4钛合金切削加工试验

在航空新品试制和生产中,有相当一部份零件将采用钛合金。如何掌握钛合金的加工规律,探索正确的工艺方法,成了当前切削加工方面的一个重要课题。我厂在TC-4钛合金零件的批生产中,初步摸索到了钛合金钻削加工、车削加工及磨削加工方面的一些经验,对