Ti2AlNb基合金的ISM熔炼研究

讨论了Ti2AlNb基合金的熔炼特点,概括介绍了真空水冷铜坩埚感应凝壳熔炼的设备结构原理和工艺技术,结合Ti2AlNb基合金的熔炼实践,研究了合金元素的加入形式、熔炼室真空度对合金铸锭的均匀性以及合金中Al挥发烧损的影响规律。结果表明:采用水冷铜坩埚真空感应凝壳熔炼Ti2AlNb基合金,合金铸锭成分均匀性很好,随着熔炼工艺的不同,Al挥发烧损在5％～10％（质量分数）之间。     

TC4合金的电子束冷床熔炼研究

由于电子束冷床熔炼的高真空引起TC4合金中的Al元素挥发损失,不利于控制铸锭Al含量。本文研究了TC4合金在500 kW电子束冷床炉上的熔炼工艺。结果表明,熔炼过程中,Al的挥发损失最为严重,为12%-22%。铸锭的宏观组织均匀,结晶晶粒为从外向内向上的柱状晶,铸锭心部是等轴晶。所生产的TC4铸锭经锻造加工,棒材力学性能符合国家标准。生产TC4铸锭的合适工艺为：原料中的Al质量分数应控制在7.0%-7.5%,熔炼功率为250 kW,熔化速度为100 kg/h。     

高铌钛铝合金的制备工艺

研究了高铌TiAl金属间化合物的材料制备工艺。结果表明,感应凝壳熔炼时的合金收得率远远小于自耗熔炼时的合金收得率,因此在熔炼过程中损失主要来自于感应熔炼过程,而感应熔炼过程中合金的损失主要来自于凝壳大小及合金熔液挥发的多少;高铌TiAl合金的成分波动主要是由于凝壳大小波动造成的,感应熔炼完成后合金的Al含量取决于凝壳和合金溶液挥发对合金Al含量的共同影响效果;高铌TiAl合金在熔炼过程中,Nb的含量是在逐渐增加的。经过1200℃,24小时均匀化退火可以消除原始铸态组织的枝晶偏析。     

铝-锂合金的真空熔炼

 在ZG-25型中频感应真空炉中进行了铝-锂合金的熔炼与铸锭。真空度为66Pa。考察了普通石墨坩埚、氧化铝坩埚,以及氧化锌涂料、氮化硼涂料与铝-锂熔体的反应。抄到了在真空下控制铝-锂熔体中锂含量的方法。在不使用钛-硼细化剂的条件下,铸锭呈细小等轴晶组织,其成分均匀,夹杂物极少。真空熔炼可使合金中的氢、钾,钠等杂质含量显著地降低。     

Nb-Si金属间化合物基超高温合金研究进展

Nb-Si金属间化合物基超高温合金(Nb-Si基合金)具有高熔点、低密度和良好的加工性能,目标使用温度达到1 200~1 400℃,成为用于新一代高推重比航空发动机热端部件最有潜力的候选材料。主要介绍了北京航空航天大学在Nb-Si金属间化合物基超高温合金领域的研究成果,包括合金化、加工制备技术(电弧熔炼、感应熔炼、定向凝固和粉末冶金)、组织控制与性能表征和热防护涂层材料体系设计与制备技术等。发展了Y2O3坩埚真空感应熔炼和Y2O3模壳精密成型顺序凝固技术,成功制备了涡轮叶片模拟件;发展了Al2O3/Y2O3、Y2O3/Y2O3陶瓷坩埚/模壳液态金属冷却定向凝固技术,实现了Nb-Si基合金的定向凝固组织控制和强韧化匹配;发展了热防护涂层材料体系和制备技术,在合金基体和涂层的高温抗氧化方面均取得了较大的进展。     

Ti2AlNb基合金的研究进展

着重介绍了Ti2AlNb基合金的成分、显微组织及性能，综述了合金元素及热处理工艺对Ti2Al-Nb基合金组织性能的影响，介绍了Ti2AlNb基合金熔炼凝固特性，并展望Ti2AlNb基合金的未来。     

铝锂合金的铸锭冶金（Ⅰ）

介绍了俄罗斯铝锂合金铸锭熔炼和铸造方法的发展和改进，评述了铝锂合金熔铸特点，熔体氧化，防护添加剂，熔剂和氩气防护，氧、碳、氮和氢等非金属夹杂，铸造裂纹敏感性，结晶状态，不均匀组织等方面的研究结果。     

铝锂合金的铸锭冶金（Ⅱ）

介绍了俄罗斯铝锂合金铸锭熔炼和铸造方法的发展和改进，评述了铝锂合金熔铸特点，熔体氧化，防护添加剂，熔剂和氩气防护，氧、碳、氮和氢等非金属夹杂，铸造裂纹（冷裂和热裂）敏感性，结晶状态，不均匀组织等方面的研究结果。     

TiAl基合金组织热稳定性和演化机制及对力学性能的影响

Ti Al基合金由于其优异的综合高温力学及物理性能,成为航空航天轻质高温结构的重要备选材料,其目标使用温度范围在650~1000℃。Ti Al基合金组织在高温长时服役条件下的稳定程度及演化对其力学性能有重要的影响,因此Ti Al基合金组织及性能的热稳定性长期以来一直备受关注。介绍了Ti Al基合金热稳定性研究内涵,对Ti Al基合金在高温条件下的组织演化、相转变现象及机理进行了讨论和分析,包括α2/γ片层团的不连续粗化、γ板条的连续粗化、α2相的分解以及B2(ω)相的变化。归纳总结了主要影响因素(合金元素、温度、时间、热载荷)对Ti Al合金显微组织和力学性能热稳定的影响规律及机制。最后对Ti Al合金热稳定性的研究方向进行了总结和展望。     

铸造高温合金返回料过滤净化技术

铸造高温合金采用真空熔炼,这对去除非金属杂质有利,但坩埚使用耐火材料易与金属液中活性元素发生反应,形成难以还原的氧化物类型的非金属杂质,使合金受污染。因此控制非金属杂质的生成和减少其在合金中的含量是人们极为关注的问题。     

阻燃钛合金Ti40的热物理性能及力学性能

作为一种功能性钛合金,Ti40阻燃钛合金的热物理性能数据首次被报道。采用真空自耗电弧熔炼技术制备的Ti40合金铸锭成分均匀,利用热挤压开坯+包套保护锻造方法制备的板坯组织均匀。性能测试结果表明:Ti40合金的室温抗拉强度为950 MPa级,且在500℃下具有良好的热暴露性能、高温蠕变性能和高温持久性能。在室温到600℃范围内,合金的杨氏模量和剪切模量随着温度的升高呈线性下降,泊松比随着温度升高而缓慢增加;线性热膨胀曲线随着温度升高呈抛物线增加,平均线膨胀系数随着温度的升高呈线性增加。     

Fe元素对TiNi形状记忆合金相变点和力学性能的影响

采用纯度均为99%的Ti,Ni和Fe原材料,在真空电弧炉中熔炼5次,制备出TiNiFe(Fe=2 5%,3 0%和3 5%)3种成分的TiNiFe合金铸锭,经850℃保温24h的真空均匀化处理后,锻造成 7mm的棒材。采用光学金相、电阻法和拉伸试验等方法研究了Fe含量对TiNi形状记忆合金晶粒度、相变温度和力学性能的影响。随着Fe的原子含量由2.5%提高到3.5%,TiNiFe合金的晶粒略有细化,晶粒大小从49μm减小到26μm,马氏体相变温度从-73.5℃下降到-190.0℃以下,抗拉强度和屈服强度也显著提高,延伸率δ没有明显变化。所研制的TiNiFe合金的马氏体相变温度和室温力学性能可满足航空管接头用记忆合金的要求。     

大规格损伤容限钛合金TC4-DT的研制及应用

为了满足新一代战斗机对大规格损伤容限钛合金的需求，开展了TC4-DT钛合金大规格棒材与锻坯的成分与组织控制、大型锻件热处理过程中的显微组织控制、材料与锻件的制造过程控制、零件的疲劳强化等研究。经过大型铸锭熔炼、大规格棒材和锻坯试制、大厚度锻件试制、结构设计与制造，结果表明：损伤容限钛合金TC4-DT大型铸锭的成分均匀、大型锻坯和大厚度锻件的抗拉强度变异系数降至约2%，激光冲击、喷丸和冷挤压等对该合金的寿命增益效果显著。损伤容限钛合金TC4-DT在新一代战斗机上获得了广泛应用。     

固溶温度对Ti_2AlNb基合金组织演变的影响

以有序O相为基的Ti2Al Nb基金属间化合物合金在航空领域具有广阔的应用前景。鉴于由O,B2和α2三相构成的Ti2Al Nb基合金力学性能对相构成和组织敏感,采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射等分析手段,研究了不同固溶处理温度下Ti2Al Nb基合金组织演变的规律。研究结果表明,随着固溶温度升高,O相向B2相转变,原始状态中的α2相随固溶温度升高逐渐消失。固溶温度决定了材料中O,B2和α2三相的含量及最终组织形貌,也决定了材料的性能。     

真空熔炼及真空纯化在铝锂合金上的应用

真空熔炼及真空纯化在铝锂合金上的应用前言铝锂合金有低密度高模量等一系列优点，但是它对航空的影响远不如预计的大。一个众所周知的原因是它的韧性低，不及传统的优质铝合金，特别是它的延迟破坏，即在常温下长时或中温下短时暴露时便丧失韧性，限制了它的应用。例如中...     

K4169合金整体导向环精铸技术及热处理工艺研究

介绍了K4169合金整体导向环铸件的研制过程与方法。研究获得了整体导向环铸件陶瓷型芯、蜡模和型壳制备、真空熔炼浇注工艺。针对K4169铸造高温合金偏析严重的特点，研究出了一种新的低成本的热处理制度：1150℃／4h，AC＋1095℃／2h，AC＋955℃／1h，AC＋720℃／8h，以56℃／h冷却到620℃／8h，AC。采用该热处理制度处理的K4169合金，力学性能优于采用航标规定的热处理制度处理的。重点分析了K4169合金铸件组织偏析产生的原因，并提出了解决措施。所研制的整体导向环铸件，其冶金质量、化学成分和力学性能满足铸件技术条件的规定。     

金属间化合物Al2 CuMg的制备

依据Al-Cu-Mg合金相图,采用不同比例的原材料成分配比进行真空冶炼和热处理制备金属间化合物Al2CuMg,并采用扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射等方法分析材料的成分、组成和微观组织。结果表明:配比为51Al-33Cu-16Mg(质量分数,下同)的原材料经真空熔炼、定向凝固和水冷后得到粗大晶粒的Al2CuMg相,且杂质较多;配比为50Al-25Cu-25Mg的原材料经真空熔炼、凝固和水冷获得多相材料,在510℃进行不同时间的热处理,经72h保温处理后能得到纯度高达98%的Al2CuMg相材料。     

Ti-Al-V-Zr合金的团簇式设计及铸态组织和力学性能

Ti-6Al-4V是目前应用最广泛的钛合金，但其铸态强塑性不足。本研究设计思想基于Ti-6Al-4V合金双团簇成分式α-{[Al-Ti₁₂](AlTi₂)}₁₂+β-{[Al-Ti₁₄](V₂Ti)}₅：首先通过改变β相团簇式个数为2，使合金成分偏向α-Ti，其次增加β相团簇式中V原子个数至3，提高了β-Ti结构单元稳定性，然后用不同个数Zr(x=1、2、3、5)替代β相团簇式中Ti，最后得到了团簇式α-{[Al-Ti₁₂](AlTi2)}₁₅-β-{[AlTi_14-x Zr_x]V₃)}₂，设计了Ti-(6.64～6.82)Al-(2.42～2.35)V-(1.44～7.02)Zr (质量分数/%)合金，采用非自耗真空电弧炉熔炼制备合金铸锭，并用真空铜模吸铸成合金棒材，进而对不同合金样品进行显微组织表征和拉伸测试。结果表明：合...     

Ti-Zr-Si合金的时效转变与显微组织分析

通过真空自耗电极炉熔炼得到硅锆质量比为1：2的Ti-Zr-Si合金材料，对合金材料进行了1200℃／3．5h的固溶处理和850℃不同时间的时效处理。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、EDX分析了Ti-Zr-Si合金的铸造、固溶和不同时效阶段的显微组织及其相组成。分析结果表明，硅锆比为1：2的Ti-Zr-Si合金，铸造组织由β-Ti、晶界为块状β-Ti和条状的5-3型硅化物组成；Ti-Zr-Si合金经过850℃／480min的时效处理，5-3型硅化物转变为2-1型硅化物；尺寸细小、分布均匀的2-1型硅化物使制备高性能的Ti／(Ti，Zr)2Si复合材料成为可能。     

真空吸铸TiAl基合金组织研究

利用金属型真空吸铸技术获得了TiAl基合金薄板件,并研究了该铸件的铸态组织以及合金元素对其组织的影响。实验结果表明:由于金属型的强制冷却作用,金属型真空吸铸的Ti-47Al合金薄板铸件铸态组织细小,平均晶粒尺寸在60μm左右;W元素的添加有利于B2相的形成,从而细化组织,其机理是B2相阻碍了α晶粒长大;Si元素添加生成的Ti5Si3相,主要分布在晶界处,形成的Ti5Si3第二相质点会阻碍TiAl基合金凝固过程中组织的长大,有利于细化TiAl基合金组织。