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.     

激光选区熔化成形镍钛基五模超材料力学响应研究

五模超材料（Pentamode metamaterials,PMs）具有解耦的相对密度和力学性能,在特种声学装备和生物植入物领域具有潜在应用价值。激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）技术具有成形复杂精细晶格超材料的能力,可实现定制刚度、单元尺寸和孔隙率。通过五模超材料结构优化设计,利用激光选区熔化成形镍钛形状记忆合金,实现了不同形态的五模超材料结构成形,并开展模拟和性能测试表征研究。微观形貌的观测结果显示,SLM成形的镍钛基五模超材料具有较好的制造保真度。有限元仿真预测结果发现应力集中于杆与杆的连接处。压缩力学试验结果显示,镍钛基五模超材料的强度随着相对密度的增大而增大。通过建立相对密度和相对模量与强度的数学模型,提出了不同相对密度五模超材料的力学性能预测方法。     

形状记忆合金扭力驱动器的力学模型和实验研究

扭力驱动是自适应翼面驱动技术中的一个关键问题。将镍钛形状记忆合金 (Ni Ti SMA)丝与薄壁圆管相结合,可以构成 SMA扭力驱动器。介绍了 SMA扭力驱动器的构造,建立了扭力驱动器在激励过程中的力学模型,分析了驱动器的扭转角与温度之间的关系,并进行了实验验证。     

异种材料激光焊接中金属间化合物形成机理及控制的研究进展

综述了铝/钢、钛/钢、镁/铝和NiTi形状记忆合金/不锈钢异种金属激光焊接接头中金属间化合物的形成机理及控制措施的研究进展.分析了不同母材成分以及不同焊接工艺对接头金属间化合物的影响.通过添加中间填料、控制热输入和采取复合焊接工艺等方式可以对金属间化合物实现有效控制,从而优化焊接接头组织,提升力学性能.介绍了材料计算学...     

选区激光熔化钛镍形状记忆合金的超弹性研究

超弹性钛镍合金用于制造航空航天功能性器件,采用选区激光熔化成形方法可显著提高功能性器件设计和制造的自由度与复杂度。通过对选区激光熔化成形后的试样进行微观组织特征和超弹性行为分析,研究了材料在不同加载工况下的超弹性性能。研究结果表明:在20次循环试验中,超弹性行为表现优异且具有6%应变范围的相变平台,马氏体相变开始与结束应力出现约4MPa的小幅衰减,相变应力稳定,累积残余应变仅为1.8%;随着应变幅值的增加,合金变形过程中消耗的能量值从23N·mm增至156N·mm,耗能值与应变幅值成线性增长关系;在不同应变速率下,合金的超弹性行为未发生明显变化。不同加载工况下,选区激光熔化成形的钛镍合金与传统方式制造的钛镍合金相比,超弹性行为表现得更加稳定,利于制造性能稳定的功能性器件。     

形状记忆合金混杂复合材料的设计与制备

形状记忆合金偏心埋入到复合材料层板中可以构成可变形复合材料,并且其在航空航天、工业生产中具有广泛的应用前景.可变形复合材料的主要性能受到形状记忆合金的特性以及制备工艺的制约,可采用单向弯曲、推挽结构和扭曲结构等方法进行设计.通过对形状记忆合金的记忆处理及表面处理,根据形状记忆合金的铺入方式设计,可以制备可变形复合材料试件,这种方法可以为工业生产提供技术参考.     

钛及钛合金的焊接

金属钛是在美国实现工业化以来仅有40年历史的新型金属。它与其他金属相比较,比强度高、抗腐蚀性能和耐热性能优良,已应用于航空、航天工业及其他方面。 在日本,钛的优良的抗腐蚀性能也获得利用,如将钛用于化工、海水淡化等装置方面。在美国,多半采用钛合金(尤其是Ti-6Al-4V合金)。但在日本,绝大多数采用纯钛,而采用钛合金的用例较少。然而,在M火箭、深海潜艇等方面,钛合金的用途也有增加的趋势。     

NiTi形状记忆合金丝焊接工艺的研究

为了研究ＮｉＴｉ形状记忆合金丝的焊接工艺，我们分别采用Ｐ１０５－９Ａ精密时间控制交流点焊机和Ｐ３２０贮能脉中点焊机进行了焊接试验，并对焊接接头进行了剪切、拉伸、拉开试验，观察了接头的金相组织，检测了焊接接头的形状恢复率，并将两种点焊机的试验结果进行了对比，确定了最佳工艺参数及焊接方法。     

4D打印形状记忆合金研究进展与展望

4D打印主要是指将3D打印技术与智能材料结合制备智能构件的技术。智能构件可以在外界环境刺激下发生形状和性能的变化。形状记忆合金作为一种在外界刺激下可以发生马氏体和奥氏体互相转变而引起形状变化的智能材料,是金属4D打印的主要材料。4D打印形状记忆合金不仅可解决传统加工技术引起的晶粒粗大、杂质含量高、表面质量粗糙等问题,还可实现复杂结构的整体化制造,可加大促进形状记忆合金的应用与发展。综述4D打印NiTi基、Cu基、Fe基和Ni-MnGa基形状记忆合金的成形工艺、微观组织与性能研究进展,对4D打印形状记忆合金的发展进行展望,为4D打印形状记忆合金的研究与应用提供有益参考。     

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。