大塑性变形工业纯钛的研究现状
钛合金技术发展现状及趋势
我国已将研究感应凝壳熔炼技术列入 重点研究项目,在钛合金的熔炼技术方面
非常低钛材生产成本,降低钛合金加工制
弹外壳、整流罩、容器、梁和框及钛球等。
造成本的另一个方向是开发可冷变形的 β
目前开发出的超塑性钛合金有 :Ti-
钛合金。大力发展钛合金特种加工技术包括
6Al-4V、Ti-6Al-5V、Ti-6Al-4V-2Ni、 激光加工技术、电子束加工技术、离子束及
铸造、精密模锻、粉末冶金、喷射成形等多
拟技术。世界各国先后展开了对钛及钛合
种方法,可成形复杂形状的各种钛合金零
金材料熔炼、铸造以及加工制造过程、热处
部件,并达到近净尺寸成形的目的。
理等方面的计算机模拟技术的研究和相关
宝钢开发了钛合金锻件近净形技
软件的设计开发。通过计算机模拟计算设
术——等温超塑变形工艺。该工艺通过将
为了进一步实现钛的扩
PIM)是将现代塑料注射成 缩 短 熔 炼 时 间,并 实 大化应用,钛的制备和加工
型技术引入粉末冶金领域 现 完 全 悬 浮 熔 炼,消 亟待实现低成本化,包括海
形成的一门新型粉末冶金 除金属凝壳。
绵钛生产、材料设计及加工
近净成型技术,是国际粉末
过程的低成本化 ;高效、短
冶金领域中发展最迅速、最有前途的一种
形、深冲、无模拉伸等。钛合金超塑性成形
车工业用钛合金和生物医用钛合金的进展
技术的应用有超塑性等温锻造、超塑性挤
纯钛扭剪剧烈塑性变形机制与强韧化研究
纯钛扭剪剧烈塑性变形机制与强韧化研究
钛及钛合金因其具有低密度、优异综合性能、良好生物相容性等被广泛应用于汽车、航空、航天、生物医学以及其它轻量化结构制造中。
但传统成形工艺制备的纯钛或者钛合金由于其较低的强度或韧性,很难做到力学性能的良好匹配,
解决问题的一条技术途径就是使用大塑性变形(SPD)制备超细乃至纳米结构的钛及钛合金。
扭转剪切变形被认为是累积塑性应变效率最高的变形模式,其中涉及到纯剪切和简单剪切在累积塑性应变和细化晶粒过程中的关键作用。
论文通过试验研究、理论分析和模拟计算相结合的方法,针对纯钛扭转剪切SPD机制与强韧化工艺开展研究。
首先开展了纯钛单扭、正反扭和拉扭组合基本变形模式的试验研究,然后针对纯钛扭转变形过程中的温度影响进行了分析,最后对纯钛和纯铝复合共挤下的椭圆截面螺旋等通道挤压(ECSEE)变形工艺进行了讨论。
论文取得以下研究成果:(1)获得了室温变形条件下纯钛单扭、正反扭和拉扭非比例加载路径下的微观组织和力学性能演变规律,分析讨论了组合式扭转剪切工艺过程的晶粒细化机制与变形改性机理,总结了多模式扭转剪切变形过程中的位错演化路径及其对纯钛大塑性变形改性的影响;(2)获得了热力耦合作用下,纯钛扭转变形组织的演化规律,分析了扭转剪切变形对纯钛微观组织α相形貌的调控作用,同时在变形过程
中发现析出的β和ω相与α相具有一定的位向关系。
从而为组合式扭转剪切变形的细晶稳定化与力学性能强韧化提供参考;(3)
研究了一种组合模式的挤压扭转椭圆截面螺旋等通道变形(ECSEE)Al/Ti复合成
形工艺,分析总结了纯钛和纯铝ECSEE工艺过程中的变形损伤、力学性能演化和
组织结构演变过程,获得了 ECSEE纯钛晶粒细化机制、位错演化路径与强韧化改性途径。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
近年来,钛合金作为一种新型材料,广泛应用于航空、航天、海洋、化工、医疗等领域。
本文将介绍国内外钛合金研究的发展现状及
趋势:
一、国内钛合金研究现状
国内钛合金研究起步较晚,但近年来快速发展。
在技术上已经取得了
一定的成果,研究重点集中在钛合金的制备、改性和应用等方面。
其中,还包括正交实验和贝叶斯优化等。
二、国外钛合金研究现状
国外钛合金研究历史较长,先进的加工技术和分析设备更加完善。
目前,美国、德国、日本等国家的研究机构对钛合金金属材料进行了广
泛的研究,尤其是对高强度、高温和腐蚀性能的提升等方面做出了许
多突破性进展。
三、国内外钛合金研究的发展趋势
(1)材料制备技术的提高。
采用精细制备技术的方法进行钛合金材料
的制备,降低金属内在缺陷,提高材料的物理和化学性能。
(2)材料改性研究的深化。
开展形变机制、晶粒细化和快速凝固等方
面的研究,进一步提高钛合金材料的力学性能和耐腐蚀性能。
(3)纳米级钛合金的研究。
通过纳米级的制备方法对钛合金进行研究,有望发现新的物理和化学特性,促进钛合金材料的发展。
(4)电化学合成技术的发展。
利用新型氟化剂、阴离子表面改性剂、
稀土元素等对合成过程进行优化,提高电化学合成钛合金的效率和成
本效益。
综上所述,钛合金作为一种重要的先进材料,在国内外都受到了
广泛的关注和研究,未来也有着广阔的发展前景。
钛合金的研究与开
发的不断深入,必将在航空、航天、海洋等高端应用方面发挥出更大
的作用。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势钛合金作为一种重要的结构材料,具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和优异的高温性能等特点,因此在航空航天、汽车制造、医疗器械和能源领域等众多领域有着广泛的应用。
随着技术的进步和需求的增加,钛合金研究正不断取得新的突破,呈现出以下发展现状和趋势。
一、国内外钛合金研究的发展现状1.1 国内发展现状我国钛合金研究始于20世纪50年代末,经过几十年的发展,已经取得了显著成果。
目前,我国已经建立了一批具有国际领先水平的钛合金研发和生产基地,如中国航空工业集团公司、中国船舶重工集团公司等。
同时,我国还建立了完善的钛合金材料标准体系和质量监测体系,提高了钛合金材料的质量和可靠性。
1.2 国外发展现状国外钛合金研究起步较早,已经形成了较为完善的产业体系。
美国、俄罗斯、日本和欧洲等国家和地区在钛合金研究和应用方面具有很强的实力。
这些国家和地区在钛合金材料制备、加工和应用等方面积累了丰富的经验,并取得了一系列重要的科研成果。
二、国内外钛合金研究的发展趋势2.1 新材料的研发随着科技的进步,越来越多的新材料被应用于钛合金领域。
例如,纳米材料、复合材料和多功能材料等,这些材料具有更好的性能和更广泛的应用前景。
因此,未来的钛合金研究将更加注重新材料的研发,以提高钛合金的性能和应用范围。
2.2 制备技术的创新钛合金的制备技术是钛合金研究的重要方向之一。
当前,粉末冶金、熔体冶金和快速凝固等制备技术已经取得了一定的成果。
未来,钛合金研究将更加注重制备技术的创新,以提高钛合金的制备效率和质量。
2.3 加工技术的改进钛合金的加工技术对于提高钛合金的应用性能至关重要。
目前,锻造、轧制、拉伸和挤压等加工技术已经得到广泛应用。
未来,钛合金研究将更加注重加工技术的改进,以提高钛合金的加工性能和产品质量。
2.4 应用领域的拓展随着技术的发展和需求的增加,钛合金在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域的应用将越来越广泛。
我国自主研发钛合金现状与进展
我国自主研发钛合金现状与进展一、本文概述随着科技的不断进步和国防建设的深入发展,钛合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的新型金属材料,在航空、航天、船舶、化工等领域的应用越来越广泛。
钛合金的研发和应用水平已成为衡量一个国家科技实力和工业能力的重要标志之一。
我国作为全球最大的钛合金生产和消费国,自主研发钛合金材料的现状与进展对于提升我国钛合金产业的国际竞争力、推动相关产业的技术升级和转型升级具有重要意义。
本文旨在全面梳理和总结我国自主研发钛合金材料的现状与进展,通过对钛合金材料的种类、性能、制备工艺等方面的介绍,展示我国钛合金研究的最新成果和应用情况。
本文还将探讨我国钛合金研发面临的主要问题和挑战,并提出相应的对策和建议,以期为我国钛合金产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。
在编写过程中,我们将充分参考国内外相关文献和资料,结合我国钛合金产业的实际情况,力求做到内容全面、数据准确、分析深入。
希望本文能够为我国钛合金材料的研究、开发和应用提供有益的参考和启示,为推动我国钛合金产业的创新发展和国际竞争力的提升做出积极贡献。
二、我国自主研发钛合金的历史回顾自上世纪五十年代以来,我国就开始了对钛合金的初步探索和研究。
早期,钛合金的研究主要集中在军事和航空领域,以满足国防建设和高端装备的需求。
在这一阶段,虽然面临着技术封锁和国际压力,但我国科学家和工程师们凭借坚定的意志和不懈的努力,逐步突破了钛合金制备和加工的技术瓶颈。
进入二十一世纪,随着我国经济的快速发展和综合国力的提升,钛合金的研发和应用迎来了新的发展机遇。
国内多家科研机构和高校开始系统研究钛合金的成分设计、制备工艺、性能优化等方面的问题,取得了一系列重要成果。
同时,国家也加大了对钛合金产业的扶持力度,推动了钛合金在航空、航天、船舶、能源等领域的广泛应用。
近年来,我国自主研发钛合金的步伐进一步加快。
不仅成功开发出多种高性能钛合金材料,而且在钛合金的制备技术、加工工艺和应用领域方面取得了显著进展。
试析钛合金技术发展现状以及趋势
试析钛合金技术发展现状以及趋势钛合金技术是一种重要的金属材料的开发和应用领域,具有广泛的应用前景。
本文将从钛合金技术的发展现状和趋势两个方面进行探讨,以期给读者带来全面的了解。
我们来看一下钛合金技术的发展现状。
钛合金是一种具有优异性能的金属材料,它具有高强度、低密度、耐腐蚀、耐高温等优点,并且具有良好的可塑性和可焊性。
因此,钛合金被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
目前,钛合金的生产工艺和加工技术已经取得了显著的进展。
采用粉末冶金法、熔模铸造法、等离子熔化沉积法等先进工艺,可以制备出具有复杂形状和高性能的钛合金制品。
此外,钛合金的表面处理技术也得到了快速发展,如阳极氧化、化学镀、电镀等方法可以改善钛合金的表面性能,提高其耐腐蚀性和装饰性。
钛合金技术的发展是一个不断推陈出新的过程。
在未来的发展中,钛合金技术将继续朝着以下几个方向发展。
钛合金的合金化技术将得到进一步改进。
通过添加不同的合金元素,可以改变钛合金的组织结构和性能,从而满足不同领域的需求。
例如,添加铝元素可以提高钛合金的强度和耐热性能,添加锆元素可以提高钛合金的耐腐蚀性能。
因此,钛合金的合金化技术将成为未来的研究重点。
钛合金的制备工艺将更加先进和高效。
随着科学技术的不断进步,制备钛合金的工艺也在不断革新。
新的制备工艺可以提高钛合金的制备效率和质量,并且可以实现对钛合金材料的精确控制。
例如,等离子熔化沉积技术可以实现高精度的三维打印,大大提高了钛合金制品的制造效率和质量。
钛合金的应用领域将进一步扩展。
随着科技的不断发展,钛合金的应用领域将越来越广泛。
例如,在航空航天领域,钛合金可以用于制造飞机的结构件、发动机部件等;在汽车领域,钛合金可以用于制造汽车的车身、发动机等;在医疗器械领域,钛合金可以用于制造人工关节、牙科植入物等。
因此,钛合金的应用前景非常广阔。
钛合金技术是一种具有巨大潜力和广泛应用前景的技术。
通过不断发展和创新,钛合金技术将在材料科学领域发挥重要作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
钛合金的研究应用现状及其发展方向
钛合金的研究应用现状及其发展方向钛合金是以金属钛为基,加入适量的其他元素组成钛合金,其在300-600度时的比强度优于钢和铝合金。
钛的工业化生产是1948年开始的,为航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛及其合金不仅大量应用在航空、航天工业,而且在化工、石油、冶金、造纸、纺织,机械仪器、能源;医疗卫生等工业中也有着十分重要的应用;在民用工业中的应用也日渐增多。
1、发展历史钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。
其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。
A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。
2、原理钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。
国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议
国内外钛及钛合金材料技术现状_展望与建议钛及钛合金材料是一种重要的结构材料,具有优异的特性,广泛应用于航空航天、船舶、能源、汽车、医疗器械等领域。
然而,国内和国外在钛及钛合金材料技术上还存在一些差距。
在当前全球经济一体化的大背景下,我们需要关注国内外钛及钛合金材料技术现状,并展望未来发展趋势,提出相应的建议。
首先,国内外钛及钛合金材料技术的现状有以下几点差距:1.材料研发能力不足:国内在钛及钛合金材料的研发上相对滞后于国外。
国外已经形成了一系列的研发体系,拥有雄厚的科研实力和先进的技术手段,而国内钛及钛合金材料的研发还处于初级阶段。
2.制备工艺不成熟:国内制备钛及钛合金材料的工艺流程相对较为落后,特别是在实际生产方面,存在着制备工艺不稳定、退火工艺不完善等问题。
与国外相比,国内制备钛及钛合金材料的技术水平有待提高。
3.标准体系不健全:国内钛及钛合金材料的标准体系还不完善,缺乏统一的材料检测标准和材料质量评价体系。
这导致了产品质量参差不齐,难以满足市场需求。
展望未来,我们应该加强钛及钛合金材料技术的研发,提高核心竞争力。
以下是一些建议:1.加强国际合作:国内应与国外的知名大学、科研机构和企业加强合作,共享资源和技术优势,推动钛及钛合金材料的研发与应用。
2.提高制备工艺:国内应加大对钛及钛合金材料制备工艺的研究力度,提高制备工艺的稳定性与可控性,降低生产成本。
3.建立标准体系:国内应建立完善的钛及钛合金材料标准体系,参照国际标准,制定适应国情的标准,提高产品质量。
4.加大人才培养力度:国内应加大对钛及钛合金材料领域的人才培养力度,鼓励青年学者和工程师从事相关研究和开发工作,提高国内钛及钛合金材料技术的创新能力。
5.推动产学研结合:国内应积极推动钛及钛合金材料的产学研结合,促进科研成果的转化与应用,提升钛及钛合金材料产业的竞争力。
总之,国内外钛及钛合金材料技术的发展现状存在差距,但也面临巨大的机遇和挑战。
国内外钛合金研究及应用现状
国内外钛合金研究及应用现状钛合金是一种重要的结构材料,其具有高强度、高耐腐蚀性、高温强度和优异的塑性等特性。
目前,钛合金在航空、航天、船舶、汽车、医疗器械、核力工程等领域得到了广泛应用。
本文主要介绍国内外钛合金研究及应用现状。
1.材料设计钛合金的材料设计是目前的热点研究领域之一。
通过调控钛合金组织结构、晶粒尺寸和相含量等,可以改善其力学性能、耐腐蚀性能和加工性能。
目前,国际上钛合金的材料设计主要基于计算机辅助材料设计,通过理论计算和实验验证来设计出新的钛合金材料。
2.制备工艺钛合金的制备工艺直接影响其性能和成本。
目前,国内外对钛合金的制备工艺进行了很多研究,包括真空冶炼、熔模铸造、粉末冶金、等离子旋转电弧熔合、电子束熔合、激光熔合、等离子喷涂等。
这些制备工艺可以提高钛合金的材料利用率和成本效益,并拓宽了钛合金的应用范围。
3.表面处理技术钛合金的表面处理技术是针对其表面形态、化学性质和力学性质进行的一系列处理技术,目的是增强钛合金材料的抗腐蚀性、磨损性和生物相容性。
目前常用的表面处理技术包括阳极氧化、电解陶瓷涂层、电解制取钝化膜、喷砂、抛光等。
1.航空航天领域由于其高强度、低密度、高温强度和耐腐蚀性能,钛合金广泛应用于航空航天领域。
钛合金可以用于制造飞机、火箭、导弹的结构和发动机部件,如航空发动机的叶片、壳体等。
2.汽车领域随着汽车工业的快速发展,钛合金也逐渐在汽车领域得到广泛应用。
钛合金轮毂、排气管、螺栓连接件等都具有重要的应用价值。
3.医疗器械领域钛合金对人体无毒、无害,且生物相容性好,被广泛应用于医疗器械领域,如人工关节、牙科种植体、外科手术器械等。
4.海洋工程领域钛合金在海洋工程领域也具有重要的应用价值。
海水腐蚀性强,而钛合金具有较强的耐腐蚀性能,因此可以用于制造海洋工程设备和海底管道等。
钛合金也被广泛应用于核力工程领域。
核电站中的水箱、反应堆舱壳、管道、定位器等部件都可以使用钛合金材料制造。
国内外钛合金研究及应用现状
国内外钛合金研究及应用现状近年来,钛合金在国内外各行各业都得到广泛的应用,研究跨越了材料物理和化学,机械设计,生产工艺,涂敷工艺,智能制造,组装,维修和维护等多学科领域,这种多学科交叉性得到了国内外的广泛关注和深入研究,从而推动了钛合金的发展和实用化。
钛合金的特点是结构紧凑,耐腐蚀性强,耐热性好,延伸性和抗冲击性也非常出色,因此被广泛应用于航空航天,汽车,医疗,电力,建筑等行业,而且由于其低密度和轻量特点,更能够满足提高制造效率,减少能源消耗,减少污染的要求。
目前,国内外钛合金研究主要集中在材料特性、制备技术、新型钛合金的研发等方面。
先,关于材料性能的研究,国内外的研究者着重研究钛合金的强度、塑性、焊接性和耐腐蚀性等力学性能,以拓展其性能,满足不同环境下用途的需求。
其次,关于制备技术的研究,主要是研究高性能钛合金的制备工艺,以提高其材料性能,降低生产成本。
最后,关于新型钛合金研发方面,目前有多学科交叉研究,包括聚合物增强钛合金、复合材料、添加剂改性等,从而进一步拓展钛合金的应用范围,满足不同行业的多样化需求。
在实际应用方面,钛合金目前主要用于航空航天、汽车、医疗、电力、建筑等行业,特别是航空航天领域的应用最为广泛,主要是因为钛合金的低密度、重量轻、高强度、耐腐蚀性良好等特点,能够充分地满足航空航天装备的要求,比如飞机发动机,航空航天机械件和结构零件等,这些应用使得钛合金在航空航天领域得到了广泛的应用。
此外,还有越来越多的行业开始尝试使用钛合金,比如汽车、电力行业,利用它们的可塑性,建造轻量化的汽车零部件,减轻汽车质量,降低汽车节油,以及在高速公路、铁路、桥梁等高精尖的土木工程中,使用钛合金制作可靠的抗腐蚀结构件,从而提高了建筑物的抗侵蚀性,维护了高速公路和铁路等行业的安全性和可靠性。
总而言之,钛合金在国内外各行各业的研究和应用都得到了广泛的关注,以提高性能、节约能源、降低污染等多方面都有着重要作用,推动了钛合金的发展和实用化。
2024年钛加工材市场发展现状
2024年钛加工材市场发展现状引言钛是一种轻质强度高、耐腐蚀性好的金属材料,具有广泛的应用前景。
钛加工材的市场发展现状直接关系到相关行业的发展和生产效率的提高。
本文将从以下几个方面介绍钛加工材市场的发展现状。
1. 钛加工材市场规模近年来,全球钛加工材市场规模呈现出逐年增长的趋势。
根据市场研究数据显示,钛加工材市场在过去十年中年均复合增长率达到10%以上。
目前,钛加工材市场的年产值已经超过数十亿美元。
预计未来几年,随着钛材料在各个行业的广泛应用,市场规模将进一步扩大。
2. 钛加工材市场应用领域钛加工材广泛应用于航空航天、船舶、化工、医疗器械等领域。
其中,航空航天领域是钛加工材的重要应用领域之一。
由于钛的轻质高强度特性,使其成为航空器制造和发动机制造的理想材料。
此外,钛加工材还在船舶制造领域得到了广泛应用,其耐腐蚀性和高强度特点使得钛材料能够在恶劣海洋环境下长期使用。
此外,钛加工材还在医疗器械制造领域得到了应用,如人工关节、牙科种植等。
3. 钛加工材市场竞争格局目前,全球钛加工材市场竞争激烈,主要国家和地区包括美国、中国、俄罗斯、日本等。
这些国家在钛加工技术和加工设备上具有较强实力,形成了一定的市场垄断态势。
然而,随着中国等新兴市场的加入,钛加工材市场的竞争格局有望发生变化。
4. 钛加工材市场面临的挑战钛加工材市场在发展过程中仍然面临一些挑战。
首先,钛加工材成本较高,限制了其在一些领域的应用。
其次,钛材料的加工难度较大,需要高度专业知识和技术。
此外,钛材料具有易燃、易氧化等特点,加工过程中需要严格控制工艺参数,增加了生产成本和难度。
5. 钛加工材市场发展趋势在未来几年,钛加工材市场有望迎来更加广阔的发展前景。
首先,随着航空航天、船舶、化工、医疗器械等行业的持续发展,对钛加工材的需求将持续增长。
其次,钛加工技术的不断创新和进步将提高生产效率和产品质量。
最后,新兴市场的崛起将为钛加工材的市场提供更多机遇和竞争动力。
2024年纯钛棒市场分析现状
2024年纯钛棒市场分析现状1. 简介随着科技的不断发展和工业的进步,纯钛棒作为一种重要的金属材料,在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对纯钛棒市场的现状进行分析,包括市场规模、市场趋势、竞争格局等方面。
2. 市场规模根据市场调研数据显示,纯钛棒市场在过去几年中持续保持增长态势。
其主要驱动力来自于航空航天、船舶制造、医疗器械等行业对高强度、耐腐蚀性能优异的材料需求的增加。
据统计,截至去年年底,纯钛棒市场规模已达到XX亿美元,并且预计未来几年仍将保持稳定增长。
3. 市场趋势3.1 技术升级与创新推动市场发展随着科技的不断进步,纯钛棒在材料制备、加工工艺等方面不断进行技术升级与创新。
新的制备技术和工艺使得纯钛棒的性能得到了显著提升,如强度、硬度等方面都有了更好的表现。
这些技术创新推动了纯钛棒市场的发展,并使其在各个领域中得到了更广泛的应用。
3.2 市场需求驱动市场增长纯钛棒具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,使其在航空航天、船舶制造、医疗器械等领域中得到了广泛应用。
随着这些行业的发展,对于纯钛棒的需求也在不断增加。
同时,在一些特殊的行业领域,如核工业和化工等,对纯钛棒的需求也在快速增长。
这些市场需求无疑成为纯钛棒市场增长的重要驱动力。
3.3 竞争格局目前,纯钛棒市场存在着较为激烈的竞争格局。
国内外的企业都在纷纷进入这个市场,竞争压力逐渐加大。
国际知名的纯钛棒生产企业在技术、品质等方面占据了一定的优势,但国内企业也在不断加大研发投入和技术创新,与其展开激烈竞争。
市场采购商在选择供应商时,普遍更加注重产品质量和服务。
4. 市场前景纯钛棒市场具有广阔的发展前景。
首先,随着工业的升级和技术的进步,对高强度、轻量化、耐腐蚀材料的需求不断增加,这将推动纯钛棒市场的发展。
其次,医疗器械行业和航空航天行业的快速发展将为纯钛棒市场带来新的机遇。
此外,政府鼓励创新和技术发展的政策也为纯钛棒市场提供了良好的发展环境。
5. 总结纯钛棒市场在过去几年中保持了较快的增长,市场规模不断扩大。
钛合金超塑性研究及应用现状
文章编号:100321545(2004)0620034205钛合金超塑性研究及应用现状李 梁,孙建科,孟祥军(洛阳船舶材料研究所,河南 洛阳 471039)摘 要:本文对钛合金超塑性研究和应用进行了综述,并对钛合金超塑性的发展方向进行了展望。
关键词:钛合金;超塑性;超塑性成形;应用中图分类号:TG 146.23 文献标识码:B收稿日期:2004203224作者简介:李梁,男,1979年生,洛阳船舶材料研究所硕士研究生。
金属的超塑性是指材料在一定的内部条件(如晶粒形状、尺寸和相变等)和外部条件(如温度、应变速率等)下,呈现出异常低的流变抗力及异常高的流变性能(例如百分之几百以上的伸长率)的现象。
金属材料的这种物理现象最早见报道是在1920年[1]。
从20世纪60年代起,世界各国在超塑性材料、力学、机理和成形等方面进行了大量的研究,并初步形成了比较完整的理论体系。
特别值得注意的是,近几十年来金属超塑性已在工业生产领域获得了较为广泛的应用。
一些超塑性的Zn 合金、T i 合金、Al 合金、Cu 合金以及黑色金属等以其优异的变形性能和材质均匀等特点,在航空航天以及汽车的零部件生产、工艺品制造、仪器仪表壳罩件和一些复杂形状构件的生产中起到了不可替代的作用[2,3]。
本文着重对钛合金超塑性及应用情况作以综述。
1 钛合金超塑性的研究概况钛合金由于比强度高、抗疲劳、耐腐蚀,能在600℃左右温度下使用,在常温下化学稳定性良好,在航空、航天、化工等工业中的应用不断扩大。
但是,钛合金的屈强比高,弹性模量低,在加工后易产生各向异性及回弹。
因此,各国对钛合金超塑性进行了深入研究,包括机理、成形条件、模具、模具材料和加工方法等。
超塑性合金在拉伸时,呈现无缩颈的超塑性变形,应变硬化可忽略不计,其变形应力主要依赖应变速率的变化,两者之间有下列关系:σ=K ・・εm 式中σ为流动应力;・ε为应变速率;K 为与材料成分、结构及试验温度有关的常数;m 为流动应力的应变速率敏感性指数。
大塑性变形技术的研究与发展现状
研究方法
大塑性变形技术的研究方法主要包括实验设计、数据采集和理论分析。实验 设计是对材料的成分、制备工艺、塑性变形条件等进行研究和优化,以获得最佳 的实验效果。数据采集则是对实验过程中材料的各种性能指标进行实时监测和数 据记录,如力学性能、微观结构等。理论分析是对实验数据进行分析和建模,探 讨材料的变形机制和性能演变规律,为优化实验方案提供理论支持。
总之,混凝土损伤与塑性变形计算是土木工程和材料科学领域的重要研究内 容,对于建筑、道路桥梁、水工结构等领域的混凝土结构的可靠性、安全性和耐 久性有着重要的影响。在未来的研究中,需要进一步深入探讨混凝土损伤与塑性 变形的内在机制和相互作用关系,不断完善相关的计算理论和模型,提高计算精 度和效率,以更好地服务于工程实践。
3、未来变形监测技术在其他领 域的应用探索
未来变形监测技术不仅在传统的工程建设和地质灾害防治等领域有广泛应用, 还可以拓展到其他领域。如城市管理领域,通过变形监测技术可以实现对城市建 筑、桥梁等基础设施的实时监测和预警,为城市管理提供科学依据;在环境保护 领域,变形监测技术可以对环境污染、生态变化等进行监测和评估,为环境保护 提供技术支持。
结论
现代变形监测技术在工程建设、地质灾害防治等领域中发挥着越来越重要的 作用。本次演示介绍了现代变形监测技术的现状和未来发展趋势,探讨了未来变 形监测技术的研究方向和重点,并分享了未来变形监测技术在其他领域的应用探 索。随着科技的不断发展,相信未来的变形监测技术将会更加成熟、高效、可靠, 为人类的生产生活提供更加优质的服务。
参考内容
混凝土损伤与塑性变形计算是土木工程和材料科学领域的重要研究方向。在 建筑工程、道路桥梁、水工结构等领域,混凝土作为一种主要的建筑材料,其损 伤与塑性变形对于结构的可靠性、安全性和耐久性有着重要的影响。因此,开展 混凝土损伤与塑性变形计算的相关研究具有重要的实际意义和理论价值。
钛合金的应用现状及加工技术发展概况
钛合金的应用现状及加工技术发展概况一、本文概述钛合金,作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的先进金属材料,自问世以来,在航空、航天、医疗、化工、船舶等多个领域得到了广泛的应用。
本文旨在全面概述钛合金的应用现状及其加工技术的发展概况。
我们将首先回顾钛合金的基本性质,然后重点分析其在各个领域的应用实例,并探讨其独特的优势。
随后,我们将深入研究钛合金的加工技术,包括其主要的加工方法、工艺特点以及近年来的技术革新。
我们将展望钛合金未来的应用前景和加工技术的发展趋势,以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
二、钛合金的应用现状钛合金作为一种轻质高强度的金属材料,在现代工业中得到了广泛的应用。
其独特的物理和化学性质,如高比强度、低密度、良好的耐腐蚀性和高温性能,使得钛合金在航空航天、医疗、船舶、汽车、化工等领域扮演着举足轻重的角色。
在航空航天领域,钛合金因其高强度和轻质的特点,被广泛应用于飞机和航天器的制造中。
例如,钛合金可用于制造飞机发动机的关键部件,如压气机叶片和涡轮盘,以及航天器的框架和连接件。
这些应用不仅要求材料具有极高的强度,还需要承受极端的温度和压力。
在医疗领域,钛合金的生物相容性和耐腐蚀性使其成为制造医疗器械和植入物的理想材料。
例如,钛合金被用于制造牙科植入物、人工关节、心脏瓣膜和骨折固定器等。
这些应用要求材料具有良好的生物相容性,不会引发人体组织的排斥反应。
钛合金还在船舶、汽车和化工等领域得到了广泛的应用。
在船舶领域,钛合金用于制造海水淡化装置、海底管道和船体结构等,以抵御海水的腐蚀。
在汽车领域,钛合金可用于制造轻量化的车身部件和发动机零件,以提高汽车的燃油效率和性能。
在化工领域,钛合金则用于制造耐腐蚀的反应器、管道和阀门等。
总体而言,钛合金的应用现状呈现出多元化和高端化的趋势。
随着科技的不断进步和工业的快速发展,钛合金的应用领域将进一步扩大,其在现代工业中的地位也将更加重要。
三、钛合金加工技术的发展概况随着钛合金在航空、航天、医疗、汽车等领域的应用不断扩大,其加工技术也在持续进步。
高强度钛合金的塑性变形机制研究
高强度钛合金的塑性变形机制研究钛合金作为一种重要的结构材料,在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
然而,高强度钛合金在实际应用中存在着一些问题,其中之一就是其塑性变形机制。
本文将探讨高强度钛合金的塑性变形机制,以期为高强度钛合金的改进和应用提供理论依据。
高强度钛合金的塑性变形机制是指在外力作用下,钛合金的晶粒如何发生变形、滑动和重结晶等过程。
为了深入研究高强度钛合金的塑性变形机制,我们首先需要了解其微观结构。
钛合金的微观结构由晶体、晶粒和晶界等组成。
其中,晶粒是由一定数量的原子、离子或分子组成的,而晶界是相邻晶粒之间的边界区域。
钛合金的塑性变形主要有三种机制:滑移、薄层滑动和横滑。
滑移是指晶粒内部的原子、离子或分子在外力作用下,沿着晶粒中的滑移面滑动,从而使晶粒发生塑性变形。
薄层滑动是指由于摩擦力的作用,晶体表面的原子、离子或分子以薄层方式沿着晶体表面滑动,从而引起晶粒的变形。
横滑是指晶界处的晶体发生变形时,晶体沿着晶界平面发生位错滑移,从而带动晶粒的塑性变形。
滑移、薄层滑动和横滑是高强度钛合金的主要塑性变形机制,它们在不同应变速率和温度条件下表现出不同的特点。
在室温下,较低应变速率下的变形主要由滑移机制控制。
随着应变速率的增加,薄层滑动和横滑机制逐渐发挥作用。
在高温下,横滑机制成为主导,同时滑移和薄层滑动机制的贡献也增加。
在进一步研究高强度钛合金的塑性变形机制时,我们需要考虑不同因素对变形机制的影响。
首先是晶粒尺寸和晶界特征。
较小的晶粒和多晶界结构会增加晶体的强化效应,从而限制了滑移和薄层滑动的活动。
其次是杂质、相分布和固溶强化等因素。
适当的杂质掺杂、相分布和固溶强化可以增加钛合金的强度,但也会影响其塑性。
对于高强度钛合金的塑性变形机制研究,还需要考虑外界因素的影响。
例如温度、应变速率和加载路径等因素。
高温有利于滑移和横滑机制的发生,但过高的温度也会导致晶粒长大和晶体再结晶,从而减弱材料的强度。
探究钛合金材料的现状及应用
探究钛合金材料的现状及应用钛合金的密度小,比强度、比刚度高,抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好,具有优良的综合性能,是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。
近年来,世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展,海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平,在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛,在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。
Titanium alloy density, specific strength, high specific stiffness, corrosion resistance, high temperature mechanical properties, fatigue and creep properties are very good, with excellent comprehensive performance, is a new, great development potential and application prospect of structural materials. In recent years, the titanium industry in the world and titanium processing technology has made rapid development, sponge titanium, deformation of titanium alloy and titanium alloy production and consumption have reached a very high level, the application in the field of aerospace, ships and weapons and other military manufacturing is more and more widely, in the car, chemical andenergy etc. industry also has enormous potential applications. 一、钛及钛合金的特性 Characteristic one, titanium and titanium alloy 钛及钛合金具有许多优良特性,主要体现在如下几个方面: Many excellent properties of titanium and titanium alloy with, mainly manifests in the following several aspects: 1.强度高。
工业纯钛在各种作用下的状态工业纯钛在静战荷作用下其主要的变形机制
工业纯钛在各种作用下的状态工业纯钛在静戰荷作用下其主要的变形机制1、工业纯钛在静戰荷作用下,其主要的变形机制是什么?主要变形机制是滑移。
随着塑性变形的进行,大量的滑移带不断出现,晶粒和李晶被拉⻓、扭曲,当塑性变形超过一定限度时即发生开裂。
当在复杂应力状态下,以剪切滑移为主,即滑移主要沿着与拉力成 45°的两组平面上进行。
随着滑移的循序进行,裂纹不断打展,其端部仍保持尖说缺口。
接近裂端的晶粒因严重变形而被拉⻓,每个晶粒就好像是一个受周围制约的单晶体,它们因滑移而相继断开。
2 、钛在静载荷下的强度特性与压力容器常用的钢材有哪些不同?钛在静载荷下的强度特性与压力容器常用的钢材不同,它没有明显的物理屈服,而产生锯⻓状屈服、声发射现象、热塑性、冷蠕变、伪弹性和形状记忆效应等特殊行为。
3、工业纯钛为什么在一196°C温度下仍具有较高的韧性?影响其低温韧性的因素有哪些?工业纯钛的强度随温度的降低而提高,但塑性降低得不多,而且仍有较好的延性和韧性,故适宜用作低温压力容器的结构材料。
钛在低温下具有高塑性的原因,是由于它在低温下的主要变形方式是生成孪晶。
在同一变形程度内,随着温度的降低,使晶粒内生成李晶密度和晶粒数量增加,同时改变孪晶的夹层形状。
随着变形程度增加,将使多晶集合体完全⻓成李晶,达到晶粒自身的强化,然后开始晶间变形。
影响钛低温性能的主要因素是间隙元素的含量,低间隙元素(N、0、H、C) 和铁含量的工业纯钛,抗冷脆性能较好。
其次是钛设备的制造工艺对低温性能也有影响。
除工艺条件控制不严,侵人气体杂质影响性能外,冲压成形的冷变形量对低温性能也产生影响。
当冷变形量超过一定限度后,会导致低温脆性。
4、为什么说各向异性的钛材按各向同性的钢制压力容器的设计准则会带来较大的浪费?工业纯钛和a 型钛合金在常温下为密排六方晶体,其金属晶格具有明显的择优取向现象,造成了钛单晶的各向异性。
这种各向异性在钛材的轧制过程中进一步加强,从而使轧制的钛材具有明显的各向异性,所以钛制压力容器具有较好的双向强化效益,即钛材在双向应力作用下的强度比单向强度大大地提高,且在任意双向应力比的情况下均有强化效应。
大塑性变形工业纯钛变形机理及力学性能的研究
发现在低温轧制(LNR)的情况下试样内部的位错密度、显微应变 和孪晶密度有显著提高,晶粒更加细小。拉伸和硬度实验结果表 明,低温轧制能在保持材料塑性的情况下显著提高材料的强度和 硬度。
而且,通过分析可知轧制时低温环境能促使变形机制由位错机制 主导向孪晶机制主导的转变。采用LNR50%试样进行低温短时间 退火。
微观测试结果表明,试样经过低温短时间退火后得到了小晶粒包 围大晶粒的结构。在进行拉伸实验时,因这种特殊结构结构的存 在试样内部会产生一个非常复杂的应力状态,这种应力状态会促 进更多的滑移系启动,从而提高材料的加工硬化。
并且退火后能引进大量的大角度晶界,这对材料塑性的提高是十 分明显的。拉伸实验结果表明,随着退火时间的延长或退火温度 的升高,材料强度下降,塑性提高。
大塑性变形工业纯钛变形机理及力学 性能的研究
钛元素在地壳中有着生物相容性、和高于其他金属的比强度 等优点,使其被普遍的应用于航空航天、船舶、生物医疗、汽车 等行业及领域,有着“航空材料”、“海洋材料”等佳誉。而对 于金属而言,高强度和高塑性一贯是困扰着材料领域科学家的一 个难题。
并探讨了不同加工工艺下材料的强化原理和变形机制。使用 SMAT工艺对试样进行处理,钢球以任意角度撞击试样表面,对试 样产生一个从表及里的应变速率和应变量梯度,从而导致一个从 表面纳米晶到心部粗晶晶粒尺寸梯度分布的梯度结构。
这种梯度结构使材料优异的性能。本文通过在低温(77 K)和室 温(293 K)环境下对工业纯钛进行SMAT处理,发现降低温度能有 效的提高材料内部显微应变、位错密度和孪晶密度,进一步细化 晶粒,从而提高材料的强硬度。
处理时间选取30 min、60 min、90 min,实验结果表示,随处理 时间的延长,试样的强硬度上升,塑性下降。并且具有最佳力学 性能的为LNSMAT-60min试样。
2023年纯钛棒行业市场分析现状
2023年纯钛棒行业市场分析现状纯钛棒是一种具有高强度、低密度、耐腐蚀性和生物相容性的金属材料,广泛应用于航空航天、医疗器械、化工和海洋工程等领域。
本文将对纯钛棒行业的市场分析进行现状分析。
首先,纯钛棒的市场需求持续增长。
随着航空航天、医疗器械等高端制造业的发展,对高强度、耐腐蚀性和生物相容性材料的需求日益增加。
纯钛棒作为一种理想的材料,因其具备了这些特性,在上述行业中得到了广泛应用。
同时,随着人们生活水平的提高,对美容和健康的关注度也不断增加,这也促进了纯钛棒在美容和医疗领域的需求。
其次,纯钛棒行业竞争激烈。
目前纯钛棒市场存在着多家制造商,其中包括国内外的知名企业。
这些企业在技术研发、生产能力和市场覆盖等方面都有一定的竞争优势,为市场竞争带来了一定压力。
此外,纯钛棒的生产和加工工艺较为复杂,技术要求较高,这也限制了新进入者的进入门槛。
再次,市场分布不均衡。
目前,纯钛棒的主要生产地集中在美国、日本、中国、德国等国家和地区。
这些地区不仅具备了优秀的制造技术和设备,还拥有较为完善的产业链和市场体系。
同时,这些地区的需求也较为集中,形成了一定规模的市场。
然而,一些发展中国家和地区由于技术和设备的限制,市场规模相对较小。
最后,纯钛棒行业面临的挑战和机遇并存。
市场竞争的加剧,使得企业需要不断提升产品质量和技术创新能力,以满足不断升级的市场需求。
同时,纯钛棒的生产和加工技术已经相对成熟,行业进一步发展的空间相对有限,需要通过拓展市场、开发新应用等方式来寻找增长点。
此外,随着人们对环境保护的重视,绿色、可持续发展的要求也越来越高,这为纯钛棒行业带来了一定的机遇。
综上所述,纯钛棒行业面临着市场需求增长、竞争激烈、市场分布不均衡等现状。
未来,纯钛棒行业需要不断提高产品质量和技术创新能力,开拓新的市场和应用领域,以应对市场的挑战并把握机遇。
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Metallurgical Engineering 冶金工程, 2015, 2, 98-106Published Online June 2015 in Hans. /journal/meng/10.12677/meng.2015.22016Research Achievements of Sever PlasticDeformation on Commercially PureTitaniumLiqiang Lv1, Yichao Wang1,2*, Hui Li1, Jianchao Yang11Western Titanium Technology Co., Ltd., Xi’an Shaanxi2College of Metallurgy Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an ShaanxiEmail: *glory.way@Received: Jun. 5th, 2015; accepted: Jun. 23rd, 2015; published: Jun. 29th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThis paper summarizes the research and development of sever plastic deformation (SPD) tech-nique used in commercially pure titanium (CP-Ti) processing and presents the method and theory of ECAP (equal channel angle press), ARB (accumulation rolling bonding), and ASR (asymmetric rolling) respectively. The influence of the SPD type on pure titanium grain refinement as well as mechanical property, and the variation law of it are investigated. Based on the present application status of SPD, the application prospects and the development of it are discussed.KeywordsCommercially Pure Titanium, Sever Plastic Deformation, Ultra-Finer Grain大塑性变形工业纯钛的研究现状吕利强1,王艺超1,2*,李辉1,杨建朝11西部钛业有限责任公司,陕西西安2西安建筑科技大学冶金学院,陕西西安Email: *glory.way@收稿日期:2015年6月5日;录用日期:2015年6月23日;发布日期:2015年6月29日*通讯作者。
大塑性变形工业纯钛的研究现状摘 要本文概述了商业纯钛大塑性变形的近期研究现状,分析了等径角挤压、累积叠轧、异步轧制大塑性变形方法与原理。
探讨了大塑性变形方式对纯钛晶粒细化、力学性能的影响及变化规律。
基于目前SPD 技术的应用现状,对其发展和应用前景展开了讨论和展望。
关键词商业纯钛,大塑性变形,超细晶1. 引言近年来,鉴于细晶材料表现出许多有益的力学性能,如高强度、高延伸率等。
制备具有高比强度和良好塑性相匹配的材料,一直是各国材料科学和材料工程的研究热点。
就目前研究现状来看,合金强化、形变强化、细晶强化和固溶–沉淀强化是常用的提升材料组织性能的主要途径[1] [2]。
针对纯金属材料,晶粒细化及织构控制是改善、提高金属材料性能的最有效途径之一。
采用传统的锻造、挤压、轧制以及随后的热处理工艺,尽管晶粒尺寸最小可达10 μm 并形成变形织构或者再结晶织构,但仍难以满足对高性能材料的要求。
采用大塑性变形(Severe Plastic Deformation ,SPD)技术制备的材料通常具有超细晶(Ultra-Finer Grain ,UFG)组织,可获得晶粒尺寸小于1 μm 的UFG 材料并形成一些特殊的织构组分,因此具有优异的力学性能和使用性能[3]。
目前,采用大塑性变形方法来获得UFG 材料,有等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing ,ECAP)、累积叠轧(Accumulative Roll Bonding ,ARB)、异步轧制(Asymmetric Rolling ,ASR)等技术[4]。
而这些技术主要包括以下特点:1) 大塑性变形量;2) 相对低的变形温度;3) 变形材料内部承受高压。
应用SPD 技术,已经成功制备出纯金属、合金、金属间化合物、金属基复合材料等细晶材料[5]。
工业纯钛因其优异的耐腐蚀性、无毒性而广泛地应用于航空航天、化工、复合板和生物医药工程等领域[6]。
由于钛是重要的结构材料,研究人员正致力于进一步提高其力学性能以促进新的应用。
工业纯钛的具有低合金化、高纯度的特点,唯有通过细化晶粒是提高其综合力学性能的重要途径,研究表明:当材料晶粒细化至纳米尺寸,不仅综合力学性能得到改善,而且物理化学特性也将发生重大变化[7]。
例如,在同等条件下,ECAP 制备的超细晶纯钛具有较低的腐蚀电流密度、较高的钝电位以及较低的腐蚀率,较粗晶钛的具有更好的耐蚀性[8]。
2. 大塑性变形大塑性变形的本质是细晶强化——根据霍尔–佩奇关系120kd σσ−=+,在一定的晶粒大小范围内(即d 在一定的范围内),晶粒越细材料强度越高[9]。
与传统细晶强化的区别是把大塑性变形量施加于材料本身,根据具体试验的加工路径和加工条件,当材料晶粒小到一定程度之后(特别是晶粒达到亚微米及纳米尺度之后),起强化作用的往往并不单纯是细晶强化一种强化机制,而是多种强强化机制共同参与作用,因此,大塑性变形有更高效的强化作用[10]。
2.1. 等径角挤压等径角挤压是通过两个轴线相交、截面尺寸相等的通道将被加工材料挤出,材料变形过程中主要以大塑性变形工业纯钛的研究现状纯剪切变变形方式进行。
因为加工前后材料的截面尺寸保持不变,也不受加工道次的限制,所以在保持材料界面之间不变的条件下产生了极大的加工应变,从而获得UFG 组织[9]。
ECAP 工艺过程如图1所示。
Y. J. Chen [12] [13]等人研究了在450℃下,将退火态纯钛TA2晶粒尺寸22 μm 经过8道次90˚等径角挤压试验制备出50 nm 超细晶纯钛。
图2所示 第三四道次间90转角横截面宏观图。
图3为A 、B 、C 、D 四个部位金相图。
通过电子背散射EBSD 研究其晶粒尺寸和晶粒取向。
晶粒细化主要发生在第一道次,从1至4道次随道次增加其细化效率逐渐降低;而6至8道次,随着应变的进一步增大,达到饱和。
选取了第一道次{1 0 1 2}孪晶,研究其位错以及动态再结晶的驱动力。
Sample pressing punchBack-pressurepunchFigure 1. Schematic illustration showing the ECAP process [11]图1. ECAP 工艺流程图[11]Figure 2. Optical micrograph of CP Ti sample cross-section after 3/4 ECAP passes [13]图2. ECAP第三/四道次间90度转角横截面宏观图[13]大塑性变形工业纯钛的研究现状(a) (b)400μm 400μm(c) (d)400μm 400μm Figure 3. Optical microstructures of positions (a) A, (b) B, (c) C and (d) D [13]图3. ECAP A、B、C、D四部位的金相图[13]Zhiguo Fan [14]等人利用两次大塑性变形,一是经过八道次的等径角挤压,二是在液氮温度下冷轧制备出超细晶Grade 3 Ti。
首先,在390℃~400℃温度区间,采用90˚的转角,以8 mm/s的压缩速度进行挤压。
退火态试样的晶粒粗大并且不均匀,尺寸大小为40~120 um。
经过第一道次,初始粗糙晶粒被破碎,形成大量的形变孪晶。
由于纯钛是hcp结构,滑移系较少,所以孪晶在大塑性变形中表现出主导。
经过第二道次,微观组织主要由被拉长的晶粒和局部晶胞位错结构,形变孪晶消失。
第二道次ECAP中,位错运动比如滑移、攀移和交滑移变成主要的塑性变形模型,取代了双剪切变形。
因为相对于双剪切,位错运动需要较低临界剪切应力。
细晶在交互作用中提供了更多的滑移系。
经过第四道次,被拉长的晶粒部分被细小等轴晶取代,尺寸小于0.5 μm。
第八道次,微观组织变得更均匀,等轴晶所占比例也增加,但是等轴晶的尺寸变化较小。
经过八道次ECAP挤压之后,再在液氮温度下进行累积变形量76%的冷轧。
经过室温拉伸变形呈现出两阶段塑性变形。
加工硬化行为在拉伸试验中真实应力应变曲线中明显表明。
经过ECAP和CR at LNT 二级大塑性变形,纯钛的强度提到到1218 MPa,塑性恢复到12.6%。
赵西城[15]等人研究利用Grade 1 Ti室温下通过ECAP 90˚挤压。
坯料成功的以3.5 mm/s的速度通过了四道次的挤压试验。
通过4道次挤压之后,原始晶粒尺寸由25 μm粗晶细化到150 nm左右的等轴晶。
通过ECAP之后,纯钛的硬度拉伸强度得到很大的提高,室温延伸率也提高到45%~48%。
2.2. 累积叠轧ARB累积叠轧工艺是由日本学者Saito [16]等人研发出的大塑性变形制备超细晶的方法。
通过叠放薄大塑性变形工业纯钛的研究现状板利用传统轧制复合方法反复进行轧制的工艺。
如图4所示,首先,将一张板平放在另一张板材之上,两板之间的接触面进行清洁处理,保证轧制结合的强度。
通过一道次轧制之后,两板结合在一起。
然后,将其从中间切分成两部分,再上下叠放在一起,并对接触面进行清洁处理,进行第二次轧制。
经过合理若干次累积叠轧,材料达到了较大塑性应变,可以获得细晶或者超细晶[17]。