航天材料及工艺研究所金属材料及特种工艺加工事业部

钛合金粉末冶金技术：钛合金的粉末冶金技术是一种高性能,低成本的钛合金部件制造技术,与传统铸,锻技术相比,高性能钛合金粉末冶金技术有如下优点：材料性能高,可达到不低于锻件的水平,且易于制备形状复杂的产品,成本较低,而且还可以通过粉末冶金技术实现多种功能钛基复合材料构件的制备。     

高性能钛合金粉末冶金技术研究

采用热等静压预合金粉工艺对Ti-6Al-4V钛合金粉末冶金技术进行了研究，同时就原料粉状态对粉末钛合金性能的影响进行了初步研究，并进行了近净形成型工艺试验。结果表明，采用预合金粉工艺制备的Ti-6Al-4V粉末钛合金材料性能良好，且可实现近净形成型；这说明预合金粉工艺在制备高性能、低成本钛合金部件方面有良好的应用前景。     

低温复杂结构件特种成形工艺

研究了等离子旋转电极制备低温钛合金球形粉末的特性,采用热等静压成形工艺,制备低温钛合金粉末冶金材料,并对比分析了组织与性能.以低碳钢为材质,加工装配专用芯模,开展粉末冶金TA7 ELI钛合金构件净成形技术研究,实现了大尺寸、薄壁、半封闭式火箭发动机低温转子高性能、高可靠性的整体净成形.结果表明:等离子旋转电极制备的低温钛合金球形粉末,具有非常高的球形度和振实密度,粒径分布可依据需求控制在一定范围内,非金属夹杂含量每千克不超过20个;粉末冶金低温钛合金材料性能全面达到同批次锻件性能水平,微观组织呈等轴状;粉末冶金低温钛合金氢泵叶轮已通过了发动机型号低温全程试车考核.     

镍钛记忆合金增材制造技术研究进展及其在航空领域的应用前景

镍钛合金具有特异的形状记忆效应与超弹性、高阻尼性、良好的机械性能,是制造驱动器、阻尼器等的功能结构材料.由于镍钛合金的熔炼制备与机加工性能较差,目前应用的镍钛合金构件通常外形简单且尺寸较小,限制了其在航空等领域大型结构件中的应用.金属增材制造技术为形状复杂的大型镍钛合金构建的制造开辟了新途径.综述了镍钛合金的增材制造技术的现状,并举例说明其在航空制造领域中的应用.     

石墨烯增强钛基复合材料界面调控及强韧化机理研究进展

高超声速飞行器等航空装备的快速发展对钛合金综合性能及应用水平提出更高要求。采用传统热工艺技术制备钛合金的性能已经接近或达到理论极限。传统技术很难大幅提高钛合金的综合性能,探寻石墨烯技术改性钛合金成为一个重要发展方向。然而,钛合金中石墨烯的界面反应控制难度大,如何获得具有良好结合强度的石墨烯/钛界面是石墨烯增强钛基复合材料性能提升的基础与关键。本文在分析制约石墨烯增强钛基复合材料发展系列问题基础上,重点介绍石墨烯增强钛基复合材料微观组织、界面特征以及静态/动态力学性能、摩擦磨损、抗氧化性能和石墨烯强韧化机理等方面的研究进展,探讨现阶段解决石墨烯增强钛基复合材料分散均匀性、界面结合性和组织致密性的方案和优缺点,最后指出该类型材料在界面调控、大规模制备和性能稳定性等方面技术面临的挑战,并提出该类型材料发展应与理论计算技术、先进制备技术和特种功能应用相结合,深化界面优化设计和可控制备,拓宽应用领域。     

钛合金热等静压粉末冶金技术的发展现状

钛合金在航空航天领域有广泛的应用前景,钛合金热等静压粉末冶金技术的发展为解决大型钛合金复杂构件的制备难题提供了一种新的技术途径。本文较为系统的介绍了该技术的特点、起源和研究现状,以及航天材料及工艺研究所在该技术领域所做的研究工作,并对该技术在型号中的应用做了简要的介绍。     

航空发动机钛火故障及防护技术

钛合金以其优良的特性在航空发动机上得以广泛应用,在显著提高发动机性能的同时,也带来了另外一个严重的问题——钛火故障。本文阐述了钛火故障的危害及原因,介绍了改进结构设计、发展钛合金阻燃涂层和阻燃钛合金等钛火防护技术。     

钛合金焊接结构在先进飞机中的应用及发展

钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能优异等一系列特点,是先进飞机制造中重要的结构材料.钛合金焊接技术在现代飞机制造工程中占有重要的地位,是一种特殊的制造工艺技术.本文重点论述了钛合金焊接的主要特点及存在问题,同时论述了美国及俄罗斯钛合金焊接结构在先进飞机制造工程中的应用现状与发展.     

航天用钛合金及其精密成形技术研究进展

对航天领域用钛合金材料及其精密成形技术(精密铸造、精密锻造、超塑成形、旋压成形、粉末冶金成形)的国内外研究进展和应用现状进行了较系统的概述。最后基于我国航天工业发展的实际需求,对钛合金材料及其精密成形技术的未来发展趋势进行了展望与总结。     

连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展

连续SiC纤维增强钛基(SiC_f/Ti)复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点,在航空航天领域具有重要的应用前景。本文总结了SiCf/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术,并提出了SiCf/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题。SiC_f/Ti复合材料单向性能优异,在环类转动件(叶环、涡轮盘等)、杆件(涡轮轴、连杆、紧固件等)以及板类构件(飞机蒙皮等)具有明显应用优势。常用的SiC_f/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法,箔压法适合制备板类结构件,基体涂层法适用于缠绕形式的结构件,如环、盘以及杆等。SiC_f/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤维/基体界面。SiC纤维微观结构和性能对制备工艺具有较强的敏感性,通过反应器结构和沉积条件调控获得性能稳定的SiC纤维是研究重点之一。钛合金基体可通过物理气相沉积的方法涂敷到纤维表面,制备出钛合金先驱丝,这是后续制备出高质量构件的关键。界面微观结构、热稳定性、力学性能与纤维表面的涂层密切相关,因此涂层种类和结构调控是SiC<...     

特种金属材料及工艺事业部简介

<正>航天材料及工艺研究所成立于1957年,是中国航天领域材料及工艺技术研究中心。其下属的特种金属材料及工艺事业部,主要从事航天型号用黑色金属、有色金属、粉末冶金材料、高温抗氧化涂层及特种加工工艺的研究和生产。开展了航天用铝合金、钛合金、铌合金、铜合金、镍基高温合金、新型高强韧钢、金属热防护系统、高温抗氧化涂层以及高性能永磁合金等材料研究,并进行了旋压成形、粉末冶金成形、电铸成形、超塑     

激光增材制造高强高韧TC11钛合金力学性能及航空主承力结构应用分析

随着损伤容限设计理念发展和轻量化要求提高,高强高韧钛合金逐渐成为航空装备关键主承力构件主要结构材料。激光增材制造制备钛合金大型主承力构件具有数字化、短周期、低成本等技术优势,特别是激光增材制造过程超常固态相变动力学条件为制备高强高韧钛合金提供了新的机会。本文根据航空主承力结构选材性能要求,对激光增材制造TC11钛合金静强度、疲劳和损伤容限特性进行测试与分析,在此基础上对其在航空主承力结构的应用前景进行分析。结果表明,激光增材制造TC11钛合金力学性能具有显著的高强高韧和低屈强比特征,其疲劳缺口敏感性和裂纹扩展速率低,性能分散性小,综合性能满足航空主承力结构选材要求。与目前航空主承力结构广泛应用的TC4-DT损伤容限型钛合金相比,激光增材制造TC11高强高韧钛合金损伤容限特性相当、疲劳性能有所改善、许用应力提高23%,结构具有进一步减重优势。激光增材制造TC11钛合金优异的强韧性匹配在提高结构许用应力的同时可避免大厚度结构发生脆性断裂,其低疲劳缺口敏感性和优异的疲劳裂纹扩展特性对于结构服役安全具有重要意义。     

快速凝固粉末冶金铝锂合金

铝锂合金是一种比强度高、比刚度大的新型轻合金结构材料。它在航空航天技术中具有很大的应用潜力,而快速凝固技术和粉末冶金方法相结合为进一步改善其性能开辟了新的途径。本文综述了近年来有关快速凝固粉末冶金铝锂合金粉末的制备方法、成型固化工艺、合金的成分与性能及其最新发展等几方面的文献资料。     

电子束熔化成形Ti-6Al-4V钛合金研究进展和应用现状

电子束熔化成形技术(EBM)具有成形速度快、能量利用率高和真空环境无污染等优点,适合于Ti-6Al-4V钛合金的制备,在航空航天、生物医疗等领域得到广泛应用。然而,EBM成形Ti-6Al-4V钛合金构件仍然存在的内部孔隙、粗糙的表面和残余拉应力等缺陷,严重影响了成形件的疲劳性能。通过工艺参数的优化及后处理工艺,如热等静压和表面处理等,可以显著改善EBM成形件的疲劳性能。综述了EBM成形Ti-6Al-4V钛合金的成形工艺、微观组织、力学性能和典型的应用现状。重点讨论了影响疲劳性能的因素,并总结了一些提高疲劳性能的后处理方法。最后对EBM技术未来的发展前景进行了展望。     

大尺寸薄壁储箱制造技术

为满足空间试验室和未来空间站推进系统能在轨进行燃料多次补加的需求,航天材料及工艺研究所于2005年开展了大容积薄壁高精度复杂结构储箱壳体材料及制造技术的研究工作,课题组经过近6年的技术攻关,突破了4项关键技术,解决了大直径粉末冶金薄壁件尺寸精度控制问题,攻克了大尺寸薄壁钛合金碟柱体     

航空发动机钛火防护技术及试验验证方法

钛合金在航空发动机上应用广泛,特别是对于追求高推重比的军用发动机更是如此。但采用钛合金存在钛火风险,且钛火故障危害大、发生频率高。分析了钛火故障产生的原因,描述了故障导致的后果,并结合发动机上典型钛火故障,总结了4种较为有效的钛火防护设计技术。阐述了钛火防护技术的试验验证方法和目的,指出只有通过试验验证,才能确认钛火防护技术的安全有效。     

NASA公布超音速概念飞机方案

NASA牵头的研究小组已选定高速研究(HSR)计划的关键技术,并确定了超音速运输机的初步设计。此项工作是HSR计划的第二阶段。选定的项目主要是机体和推进技术,并将此命名为技术概念飞机(TCA)。它将作为美工业界和大学开发高速民用运输机(HSCT)的基础。机体研究关键是研究钛合金复合材料机翼结构,粉末冶金或钛合金/复合材     

我国钛工业与技术进展及展望

至2014年,我国钛工业已经整整经历了60年的发展历程,取得瞩目的成绩。在简要介绍我国钛工业发展现状的基础上,评述钛冶金、钛塑性加工理论和技术、相变组织控制及近净成形技术等方面的研究进展,最后指出我国钛工业与技术今后发展应该重视的重要方向为:钛及钛合金(尤其是海洋用钛合金)应用技术的研究和开发;钛合金低成本化技术研究;钛合金的基础研究和性能数据积累;钛合金设计和加工过程的计算机模拟技术研究等。     

TC16钛合金六角自锁螺母加工技术研究

TC16钛合金六角自锁螺母是飞机结构中一种先进的连接件,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、抗振动等特点,大量应用于新型飞机中。本文在TC16钛合金自锁螺母加工技术研究中,解决了热处理加工技术,热处理污染去除技术,缩紧工艺技术,性能试验技术,完成了工艺路线设计,收口尺寸的确定等加工技术关键,全面掌握钛合金六角自锁螺母加工技术。     

钛合金胶接及表面处理

随着钛合金胶接结构在航空航天工业中的广泛应用，对其表面处理方法的研究已成为重要课题。目前研究发展的钛合金胶接前表面处理方法已有十多种。本文概述了钛合金表面处理方法的发展情况，并对各种方法制备的钛合金胶接接头的性能进行了对比分析。