钛合金切削加工特点及刀具材料选用

刀具材料的选择对于钛合金的加工有很大影响。加工钛合金的理想刀具材料必须同时具备较高的热硬度,良好的韧性、耐磨性,高的导热系数和较低的化学活性,在铣削时,刀具还应具有良好的抗冲击性。     

钛合金层合梁SPF/DB制造工艺研究

钛合金层合结构因具有较高的损伤容限而受到重视,并成为超塑成形/扩散连接技术应用的一个新方向.通过采用先超塑成形再进行热等静压扩散连接成为整体构件的SPF/DB组合工艺方法,可以实现钛合金层合结构波纹工字梁的制造,其外形尺寸、微观组织和性能等基本能满足设计使用要求,但其工艺参数仍有待通过深入研究进一步优化.     

插铣技术的研究现状

插铣的加工方式最先是由国外专家提出的,出现的时间也比较短,但是由于其特殊的加工方式和比较显著的加工优势,近几年受到了国内外许多专家的关注和研究.所谓插铣法就是在加工过程中刀具沿主轴方向做进给运动,利用底部的切削刃进行钻、铣组合切削,是一种能够在Z方向上快速铣削大量金属的加工方式,主要用于半精加工或粗加工,在重复插铣达到预定深度时,刀具不断地缩回和复位以便于下一次插铣时可迅速地从重叠走刀处去除大量金属,如图1所示.     

螺纹滚压对1240MPa级高强钛合金高锁螺栓性能的影响

针对1240MPa级高强钛合金高锁螺栓进行螺纹滚压强化工艺试验研究,结果表明:冷滚压螺纹时,高强钛合金高锁螺栓的螺纹牙顶出现超过0.12mm的折叠,温滚螺纹则没有超标缺陷.1240MPa级高强钛合金高锁螺栓温滚螺纹后的平均抗拉强度比冷滚螺纹的平均抗拉强度低约0.5kN,但高于标准要求20％.冷滚压的螺纹各部位显微硬度稍高于温滚压后的螺纹各部位的显微硬度,冷滚和温滚均使材料得到硬化,适用于高强钛合金高锁螺栓的螺纹滚压工艺为温滚螺纹.     

复杂钛合金进气道热等静压近净成形技术研究

作为冲压发动机的进气装置,进气道是发动机的关键核心构件,也是一种复杂异形薄壁钛合金构件,成形难度非常大。以TA15钛合金粉末为原材料,利用热等静压近净成形技术在国际上首次研制成功进气道,实现了整体结构的一次成形,并成功通过飞行考核。从进气道本体取样,测试了不同位置的组织,结果表明：热等静压TA15钛合金不同位置组织均匀性好,主要以板条状或片层状α相为主,在粉末颗粒边界大应变带周围分布着等轴α相,相间分布少量的细小β相。测试了材料各项性能,其平均室温抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、500℃抗拉强度、断裂韧性和冲击韧性分别为995MPa、924MPa、18.2%、43%、673MPa、90.6MPa·m1/2和51.4J/cm2 ,各项性能数据均达到了GJB2744A-2007中规定的TA15钛合金锻件的水平,综合性能良好。     

高温钛合金高密度夹杂原因分析及预防措施

采用X射线透射成像仪、光学显微镜和能谱分析等手段对热处理后高温钛合金锻件中的缺陷进行研究,显微组织照片显示,热处理后高温钛合金正常组织为初生α相含量约15%的双态组织,过渡区域组织为粗大的魏氏组织,β相含量高,晶界和晶内析出针状α,与正常组织差异大。夹杂位置存在与基体有明显区别的不熔块。能谱分析显示,不熔块为以Ta元素为主的高密度夹杂。高密度夹杂形成主要原因：配料时高熔点元素以纯金属粉末的形式配入,并以人工手动布料的方式加入电极块,压制电极块时纯金属粉末由于布料不均匀发生团聚,使高熔点金属粉“粒度”增大,化料时直流电弧来不及将“大粒度”的金属粉全部熔化,团聚的金属粉就掉入熔池,随后进入凝固的铸锭中成为高密度夹杂。可以通过改变布料方式或选用含难熔金属组元的中间合金来进行改善。采用混料方式添加难熔金属元素后,锻件中未发现高密度夹杂。     

钛液滴作用下钛合金薄片火蔓延的数值模拟

针对钛火液滴法实验过程中钛合金薄片被引燃后的火蔓延行为,基于数值模拟研究钛合金在高温热源作用下的钛火传播过程。研究了在不同初始温度和环境条件下钛合金薄片中心被引燃后向四周蔓延的过程,并分析了钛合金薄片被烧断的条件。结果表明：钛合金薄片被引燃的初始阶段,钛火传播前沿以圆弧形态传播,圆弧形火焰前锋在薄片边缘会因边沿效应而出现拉伸;当薄片初始温度较低时钛合金起火经短暂传播后缓慢熄灭,当初始温度较高时钛合金薄片最终被烧断;通过参数分析发现钛合金薄片燃烧断裂的临界对流换热系数和初始温度呈线性关系,临界氧分压和初始温度呈负指数函数关系。     

高温不锈钢与钛合金微动疲劳特性的实验研究

用桥式试样研究了接触压力、微动幅度、温度、循环次数、高低周载荷幅值比等参数对微动疲劳寿命影响。结果表明拉应力和法向压力均影响微动疲劳寿命。当拉应力较大时,微动疲劳寿命（FFL）与普通疲劳寿命（PFL）相差不大,法向压力的影响不明显;拉应力较小时,FFL显着低于PFL,且法向影响显着。FFL随法向压力增加而降低,但当超过200MPa后,反而提高。高低周幅值比的增加,FFL大幅度降低。当幅值比为0.125,从室温到450℃,PFL持续降低。而FFL从室温到200℃降低幅度较大,在300℃左右恢复,随后又降低。研究表明FFL的恢复是微动表面形成了防护性釉质层的结果。     

钛合金典型连接结构裂纹扩展特性分析

基于扩展有限元方法研究钛合金传统机加接头耳片与含预置非焊合区的层合接头耳片结构在拉-拉疲劳荷载作用下的裂纹扩展特性,揭示螺栓孔在受挤压情况下非焊合区对钛合金典型连接结构疲劳裂纹扩展的抑制作用,并通过试验验证扩展有限元方法对钛合金典型连接耳片结构裂纹扩展特性分析的有效性。