钛β合金紧固件研究

概述了我国现有的几种用作α＋β紧固件的合金和β合金材料加工性能及开展β合金紧固件研究的目的———准确认识这些国产材料的紧固件性能,确定用钛β合金紧固件取代α＋β合金紧固件的可能性及其应用范围。     

航空紧固件用钛合金材料发展现状

钛合金紧固件因其密度小、高比强、耐腐蚀等性能广泛应用于航空航天领域。着重对航空紧固件用钛合金材料的发展现状进行综述。结合紧固件用钛合金的发展,介绍了国内外紧固件用钛合金的应用现状,并对比分析了紧固件用钛合金材料的性能特点。同时,结合先进飞机对高性能紧固件的需求,介绍了几种紧固件用高强韧钛合金材料及其紧固件加工工艺。     

航空钛合金紧固件丝材制造质量控制技术

钛合金紧固件因具有较好的综合性能,广泛应用于飞机机体连接结构中。本文根据钛合金紧固件标准及其材料标准提出了对钛合金丝材的质量要求,并从国外材料性能入手,分析了保证其质量一致性的控制方法,阐述了钛合金紧固件丝棒材生产过程和自动化生产要求。     

我国航空钛合金紧固件的发展

钛合金紧固件在现代飞机上应用广泛 ,本文简述了航空上使用的主要钛紧固件品种 ,总结了国内近年来钛紧固件的发展状况 ,提出了国内钛紧固件的发展设想。     

钛合金板材制备技术的现状及展望（上）——薄板制备技术

钛合金板材类产品在航空、航天、海洋、船舶等国防领域有着广泛的应用,其制备技术多年来不断突破、完善,但并未完全成熟。本文梳理了钛合金板材制备技术的概况,介绍了板材轧制成形的工艺方法,重点分析了钛合金薄板制备技术的现状及问题。通过梳理冷轧和包套叠轧两种制备钛合金薄板的工艺技术,对比了不同钛合金类型（α钛合金、α+β钛合金和β钛合金）的制备工艺和显微组织特征,阐明了钛合金薄板制备技术的关键控制要点,剖析了钛合金薄板产品的现存问题并提出了具体解决方案。最后,展望了国内钛合金薄板制备技术的研究重点和未来发展方向。     

钛合金板材制备技术的现状及展望（下）——中厚板制备技术

梳理了钛合金中厚板制备技术的概况,整理了不同组织类型（等轴、全片层、网篮组织）钛合金中厚板轧制成形过程的控制要点,分析了钛合金中厚板制备技术的现状及问题,并给出了解决方案。通过梳理近α钛合金、α?+β钛合金和β钛合金的制备工艺,分析板材轧制过程的显微组织和织构特征,对比不同组织类型板材的力学性能,提出了钛合金中厚板析出相、组织、织构及性能的调控方法,阐明了钛合金中厚板制备技术的关键控制要点,剖析了钛合金中厚板产品的现存问题,包括翘曲度问题、残余应力大、超声探伤水平不稳定性等,并给出了具体解决方案。最后,展望了国内钛合金板材制备技术的3项研究重点和2个发展方向,旨在推进钛合金板材关键产品的特种制造和常规产品的标准化作业水平。     

β钛合金

β钛合金β钛合金足以其主要显微组织命名的、在冷却时保留延性的β相关沉淀出第二相的合金。常常通过固溶处理沉淀出细小弥散的α颗粒来提高合金强度。许多β合金实际上是介稳定的，在中等温度和冷却过程中有转回α的倾向。β钛合金与其他钛合金相比具有高的强度，抗疲劳...     

钛合金紧固件MJ螺纹大径的修正

通过分析滚压钛合金紧固件饱满螺纹所产生的种种弊端,如容易产生滚压裂纹而降低紧固件的疲劳寿命、降低滚丝轮的使用寿命、造成检测麻烦、产生安装损伤等,在参照国外大径修正螺纹的基础上,提出了对钛合金紧固件螺纹大径进行修正的设想,进行了修正螺纹大径尺寸设计,制造了试验件并进行了试验。滚压螺纹试验及螺纹的机械性能试验表明,修正螺纹大径是可行的,可带来诸多好处。     

航空钛合金紧固件铝涂层性能规范研究

通过比较美国宇航标准NAS 4006、波音公司的BMS 10-85以及美国Hi-Shear公司的Hi-Shear 294三份航空钛合金紧固件铝涂层规范之间的异同,对3份标准在铝涂层各项性能的评价上的特点和存在的问题进行了讨论,同时指出了国产钛合金紧固件铝涂层与国外先进铝涂层的差距,为未来我国铝涂层规范的制订以及航空钛合金紧固件铝涂层的研究提供了建议。     

退火处理对Ti-55531 钛合金组织与性能的影响

对退火处理后的Ti-55531钛合金α片层宽度、β晶粒尺寸、晶界仅相不连续度和针状α相比例等特征进行了定量表征和统计分析,探讨了随着退火温度的升高,Ti-55531钛合金显微组织及其力学性能的相关性。结果表明,在β相区退火处理,退火温度的升高将引起晶内α片粗化长大,平均β晶粒尺寸从86μm增大到210μm,晶界不连续度降低,针状仪相的相比例先降低后升高。β晶粒尺寸与延伸率、静韧度、裂纹形成功负相关,与裂纹扩展功正相关;晶界不连续度与静韧度正相关;针状α相比例与屈服强度正相关。     

热处理制度对激光增材制造TA15钛合金力学性能的影响

进行了普通退火态和双重退火态激光增材制造TA15钛合金显微组织观察和力学性能试验。试验结果表明:普通退火态为细片层α+β超细网篮组织,双重退火态为端部带根须状形貌的初生α相+超细β转变组织构成的特种双态组织;普通退火态激光增材制造TA15钛合金极限强度、屈服强度和疲劳极限均优于双重退火态;双重退火态激光增材制造TA15钛合金具有较好的塑性和优异的断裂韧性。     

某飞行器用紧固件拧紧力矩与预紧力关系研究

分析了某飞行器部段连接紧固件拧紧力矩与预紧力的关系,以M8、M10规格钛合金紧固件为研究对象,着重研究了钛合金紧固件在飞行器部段实际安装环境下,安装次数对拧紧力矩与预紧力的影响,以及扭拉系数随安装次数的变化规律.研究结果表明:当螺栓的预紧力达到10％Fmax～50％Fmax(Fmax为螺栓的理论破坏拉力值)时,钛合金紧固件螺纹副的拧紧力矩与预紧力呈良好的线性关系;随着反复拧入次数的增加,达到相同的预紧力时,所需的拧紧力矩呈现递增的变化规律,其扭拉系数也明显呈递增变化趋势.     

TC21-0.28%H钛合金微观组织及其高温变形行为研究

利用光学金相及X射线衍射,研究了TC21-0.28%H(质量分数,下同)钛合金的组织结构,通过热模拟压缩实验,研究了TC21-0.28%H钛合金在800～920℃温度范围和0.01～1s-1应变速率范围的高温变形行为,建立了钛合金高温变形本构方程。结果显示,与TC21钛合金相比,TC21-0.28%H钛合金β相比例显著增加,并且有新相马氏体α″与氢化物δ生成,TC21-0.28%H钛合金在α+β相区与β相区的变形激活能分别为233kJ/mol与153kJ/mol,软化机制为动态回复,与TC21钛合金相比,TC21-0.28%H钛合金变形激活能降低,热加工性能得到改善。     

TB17钛合金等温时效析出行为

采用X射线衍射( XRD)、透射电子显微镜( TEM)、光学显微镜( OM)等对新型超高强韧 TB17钛合金次生α相转变动力学进行研究。实验结果表明,该合金经β相区固溶,520℃不同保温时间时效后,片层次生α相在β相基体上析出、形核、长大,并且与基体具有柏氏共格关系。短时时效后次生α相呈针状,随着保温时间延长,次生α相粗化呈短棒状。析出相含量对TB17钛合金强化具有重要影响,TB17钛合金在完全析出过程中,次生α相含量增加,时效硬化作用增加。 TB17钛合金次生α相等温相变动力学采用 JMAK方程进行描述。     

TC4钛合金冷却过程中组织变化分析

采用金相显微镜、扫描电镜和 HV -50A 维氏硬度分析仪研究了 TC4钛合金自β相区冷却过程中相组成及微观组织变化。结果表明,TC4钛合金冷却过程中发生β→α相变。冷却速率越小,形成α相片层越厚。TC4钛合金经1000℃固溶后,冷却到850~800℃水冷时,析出α相均匀细小,试样硬度出现峰值。随着冷却温度继续降低,试样硬度开始下降。TC4钛合金固溶后在冷却过程中的硬度变化,很可能还与 Ti2AlV（O）相和 Ti2AlV 相的析出、长大有关。     

Ti—6A1—4V合金热处理要点

一、前言 具有比重轻、强度高、耐蚀性好的钛合金被认为是最优秀的金属材料之一。在军品和民品上的应用日益广泛,尤其是航空、航天工业中用钛合金制造的零件越来越多。 在大多数实用的钛合金中,Ti-6A1-4V合金应用最为普及,所占比重最大。本文重点介绍Ti-6A1-4V合金的特点及在热处理上的要点。 二、钛合金的分类 钛合金按室温组织分为α型、α β型和β型三类钛合金。 α型:α型钛合金是钛中加入了稳定α元素,如A1、Sn等元素。合金的组织为α相。     

水冷温度对TC4钛合金组织演变的影响

水冷温度影响TC4钛合金的组织形态与力学性能的变化.TC4钛合金固溶后缓慢冷却到3种不同温度.水冷后组织形态与力学性能的变化结果表明:当由900℃开始水冷时,α相在晶界形核,原始的β晶粒出现;当温度继续降低达700℃然后再水冷时,析出α相相对均匀细小,试样抗拉强度和硬度分别达到了最高值867MPa和HV5218;随着冷却温度的继续下降,β相逐渐析出α相,水冷温度越低,α相呈现为粗大的片层状,试样强度和硬度降低.     

B/Y复合微合金化高温钛合金显微组织及性能研究

研究了B/Y复合微量添加对高温钛合金凝固过程及显微组织的影响,分析了不同变形温度下高温钛合金的显微组织演变过程,测试了高温钛合金在室温和650℃下的拉伸性能。结果表明,B/Y微量复合添加使高温钛合金凝固过程中产生成分过冷,形成了包裹于β晶界的链状TiB增强相和晶界、晶内弥散分布的稀土氧化物颗粒,显著细化了原始β晶粒,抑制了β晶界的移动,使晶内析出的α片层长径比减小。不同温度轴向压缩变形后,高温钛合金饼坯不同位置处显微组织存在不均匀现象,TiB增强相促进了次生α相的球化。力学性能结果分析表明,两相区变形合金具有较好的强塑性匹配,B/Y复合添加后高温钛合金650℃拉伸强度得到明显提升。     

激光沉积Ti-6Al-2Zr-Mo-V钛合金高周疲劳性能

 疲劳失效是钛合金工业应用中最重要的失效方式,疲劳强度是钛合金应用的关键性指标。为了研究激光沉积Ti-6Al-2Zr-Mo-V钛合金的疲劳性能和行为,在625 MPa到900 MPa不同应力水平下进行了室温高周疲劳(HCF)测试(应力比R=0.1,加载频率f=120~130 Hz),完成了疲劳断口表面分析。研究了气孔存在及分布对激光沉积Ti-6Al-2Zr-Mo-V钛合金疲劳性能的影响。激光沉积钛合金具有细小α/β片层组织。分析结果显示,虽然疲劳源区有气孔存在,激光沉积Ti-6Al-2Zr-Mo-V钛合金仍然具有优异的疲劳性能。取向丰富细小的α/β片层组织能有效减小疲劳源区滑移长度。分析结果还表明,应力水平对疲劳行为有一定影响。     

大长径比钛合金螺栓制造及测试

航空钛合金紧固件具有较高的精度要求,需完备的技术基础以支撑,因而其制造难度高于民用合金钢紧固件,其中大长径比钛合金螺栓更为明显。对于大长径比钛合金螺栓,在制造过程中存在严重的加工变形,需要解决热镦锻成形、热处理变形控制、整体型面加工及尺寸协调、高频疲劳测试等方面的难题。本文通过有效的热镦锻设备加工能力开发解决镦锻成形问题,热处理工装开发研究、科学的加工余量设计等途径解决了大长径比钛合金螺栓加工变形难题,通过优化的测试方法实现了大长径比钛合金螺栓有效性能测试。