航空用钛合金挤压型材
钛及钛合金挤压工艺研究现状
钛及钛合金挤压工艺研究现状发表时间：2018-02-02T13:49:38.747Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：王颖慧吴英敏[导读] 由于其优异的性能，钛合金已被应用于航天领域。
确定合理的挤出工艺参数是否能挤出合格的管材非常重要。
遵义播宇钛材有限责任公司贵州遵义 563004 摘要：由于其优异的性能，钛合金已被应用于航天领域。
确定合理的挤出工艺参数是否能挤出合格的管材非常重要。
摘要综述了钛和钛合金挤压工艺的研究现状，详细介绍了钛合金挤压的特点，影响因素，讨论了如何确定合适的钛和钛合金挤压工艺，研究了钛合金挤压工艺未来发展方向。
关键词：钛合金；挤压比；挤压速度；挤压温度；1前言钛合金密度低、熔点高、强度高、耐蚀性好、疲劳性能好、无磁性、生物相容性好，广泛应用于航空、海洋、化工、医疗、运动器材、车辆等领域，是我国最早、最成熟的挤出方法。
挤出加工有许多特点，主要表现在应力和应变状态的挤出过程，综合、产品质量、生产灵活性和多样性、生产率和成本等方面的金属流动行为。
挤出适用于小批量、不易变形的各种品种和规格的金属、有色金属管、金属杆、型材和钢坯生产，特别是对截面或复杂薄壁管和型材显示不可比拟的优势。
2钛合金挤压的特点钛合金的挤压制品通常采用正挤压法生产，特殊需求也会采用反挤压。
钛及钛合金的热导率低，这使得热挤压过程变得更为复杂。
由于热导率低，坯料表层和内层产生极大的温差，当挤压低温度为400℃时，温差可达到200～250℃。
坯锭表面和中心的金属产生不同的强度性能和塑性性能，导致在挤压过程中金属流动不均匀，继而发生不均匀变形，在钛合金管材表面产生大的附加拉应力。
3挤压过程的影响因素钛和钛合金的热挤压是一个非常复杂的过程，变形速度、温度、摩擦、材料性能、坯料的形状尺寸和模具形状都会影响变形过程。
热挤压的影响因素较多，主要影响因素是挤压温度、挤压速度、挤压比(变形程度)和润滑油选择。
3.1挤压温度根据金属流动力学的研究，金属的流动特性与不同合金不同相对应的温度区不同。
钛金属在航空工业中的应用
钛金属在航空工业中的应用随着人们对于航空行业的不断发展，对于轻量化、耐腐蚀、高强度、耐高温等性能的要求也越来越高。
而钛金属恰好具备这些特性，因此在航空领域逐渐成为了不可或缺的一种材料。
本文将从钛金属的特点、钛合金的分类、钛金属在航空工业中的应用等方面进行剖析。
一、钛金属的特点钛金属具有优异的机械性能和良好的耐腐蚀性能，其比强度和比刚度均居于金属材料之首。
同时，钛金属还具有良好的生物相容性，被广泛用于医疗器械和外科手术器械制造。
此外，钛金属还具备比较好的耐高低温性能，使得其在科学研究等领域得到了广泛的应用。
二、钛合金的分类钛合金是指将钛金属与一种或多种其他金属元素进行合金化处理后得到的新材料。
根据钛合金中其他元素的不同，钛合金可以分为几种不同的类型：1.α钛合金：包含铝（Al）和锰（Mn）等元素，常用于航空发动机叶片等部件的制造。
2.β钛合金：包含铌（Nb）、钼（Mo）、铬（Cr）等金属元素，具有优异的强度和塑性，常用于高速飞行器燃气轮机的制造。
3.α+β钛合金：同时包含α相和β相，是钛合金中应用最为广泛的一种类型，常用于制造航天器结构件、航空发动机叶轮和飞行器外皮等部件。
三、钛金属在航空工业中的应用1.航空发动机部件航空发动机是飞行器的重要部件，也是航空工业的核心产品。
其中，叶片是发动机中最重要的部件之一。
由于钛金属的高强度和良好的耐腐蚀性，可以保证发动机叶片的抗腐蚀性能，确保了发动机的长寿命和高信赖性。
此外，航空发动机还需要使用大量的高温合金材料，而钛金属恰好具备良好的耐高温性能，因此也被广泛应用于航空发动机制造中。
2.飞行器结构件制造钛金属在制造航空器结构件时也发挥着重要作用。
例如，在航空器中使用了大量的钛合金螺栓和螺母，以保证飞行器在高速旋转和剧烈颠簸时不会出现松动现象。
此外，钛金属还可以制造出轻质且具有高强度的航空器结构件，有效减轻了飞行器的重量，提高了其载荷能力和飞行速度。
3.航空器外皮制造钛金属还可以制造出高强度、轻质、耐腐蚀的外皮材料，主要用于制造轻型飞行器、直升机、无人机等航空器的机身、机翼、尾翼等部分。
常用钛合金材料
常用钛合金材料钛合金是一种具有良好力学性能和耐腐蚀性的金属材料，由于其轻量化、高强度和良好的耐热性能，被广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车工业、医疗设备和化工等领域。
在常用的钛合金材料中，有几种具有重要的应用价值。
一、TC4钛合金TC4钛合金是最常用的钛合金之一，也是航空航天领域中最为重要的钛合金材料之一。
该合金由6%的铝和4%的钛组成，具有较高的强度和良好的耐腐蚀性。
TC4钛合金的密度低、强度高、热膨胀系数小，因此被广泛应用于航空发动机、飞行器结构件和涡轮叶片等高温部件。
二、TA2钛合金TA2钛合金是一种低强度的纯钛合金，由于其优异的耐腐蚀性和良好的成型性能，被广泛应用于化工行业。
TA2钛合金具有较高的强度和较低的密度，同时具有良好的焊接性能和耐腐蚀性，因此被广泛应用于制作化工设备、海水淡化设备和海洋工程等领域。
三、Ti-6Al-4V钛合金Ti-6Al-4V钛合金是一种常用的α+β型钛合金，由6%的铝和4%的钛组成。
该合金具有较高的强度、良好的韧性和优异的耐腐蚀性。
Ti-6Al-4V钛合金具有广泛的应用领域，包括航空航天、船舶制造、汽车工业和医疗设备等。
由于其良好的力学性能和耐腐蚀性，该合金在航空航天领域中被广泛应用于制造飞机结构件、发动机零部件和航天器外壳等。
四、TA9钛合金TA9钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝和4.5%的钛以及1.5%的锡组成。
该合金具有较高的强度、良好的韧性和优异的耐蚀性，具有广泛的应用领域。
TA9钛合金在船舶制造和海洋工程领域中得到广泛应用，用于制造海洋平台、船舶构件和海洋设备等。
五、TC11钛合金TC11钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝和2%的锡以及1%的钛组成。
该合金具有较高的强度、良好的韧性和优异的耐蚀性，广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车工业和医疗设备等领域。
TC11钛合金在航空航天领域中被广泛应用于制造飞机结构件、发动机零部件和航天器外壳等。
六、TB6钛合金TB6钛合金是一种α+β型钛合金，由6%的铝和2%的锡以及1%的钛组成。
钛合金在飞机机构上的应用
钛合金在飞机机构上的应用
1.钛合金的特性及其对飞机机构的优势
钛合金是现代工程材料的重要成分，它以其优异的物理、化学和力学性能而被广泛应用于航空、轻工、化工、能源等行业，主要应用在飞机机构上。
钛合金具有质量轻、强度高、抗腐蚀能力好等优点，使得它成为建造飞机机构的首选材料。
与普通碳钢相比，钛合金的强度高出1.5倍，但重量只有碳钢的55%-65%，由此可见，钛合金的使用可大大减轻飞机机构的重量，从而提高飞行安全性。
此外，钛合金还具有优异的耐腐蚀性和抗温度变化性，比普通碳钢耐腐蚀能力提高了3-5倍，使得它更适合用于航空器的结构部件，能够长期保持飞机结构的整体性。
2.钛合金在飞机机构上的常见应用
a.舱壁：由于钛合金具有低重量、高强度的特点，因此可以用于建造舱壁，可以减少结构的重量，有利于飞机的飞行安全。
b.机翼：机翼是飞机的重要结构部件，由于它们处于空气中的拖拽作用和飞行过程中的强度扭转活动，因此需要使用强度高的材料来保证机翼的整体性。
而钛合金的体积大，强度高，重量轻，所以可以用它来制作机翼，为飞机提供良好的飞行性能。
钛合金材料及其新技术在C919飞机上应用PPT课件
钛合金的发展历程和趋势
发展历程
自20世纪50年代以来，钛合金在航空航天领域得到广泛应用，随着科技的不断 进步，钛合金的种类和应用领域也不断拓展。
发展趋势
未来钛合金的发展将更加注重高性能、低成本、环保等方面的研究和应用，以 满足更多领域的需求。
02
C919飞机简介
C919飞机的设计理念和特点
自主创新
钛合金表面处理新技术在C919飞机上的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
提高表面质量、增强耐磨性和耐腐蚀性、降低维护成本
钛合金表面处理新技术能够显著提高C919飞机钛合金部件的 表面质量和性能。采用先进的表面涂层技术，如物理气相沉 积（PVD）和化学气相沉积（CVD），可以在钛合金表面形 成具有优异耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性的涂层。这不仅 可以提高飞机的使用寿命和可靠性，还能降低维护成本和缩 短维修周期。
05
钛合金在C919飞机上应用的
挑战与展望
钛合金在C919飞机上应用面临的挑战
技术难题 钛合金的加工、焊接和连接等技 术难度较大，需要克服一系列技 术难题，以确保其在C919飞机上 的可靠应用。
维护保养难度大 钛合金的维护保养难度较大，需 要专业的技术和设备支持，以确 保飞机的安全性和可靠性。
成本问题 钛合金的价格较高，对于大规模 应用在C919飞机上，需要解决成 本问题，以降低飞机的制造成本。
钛合金材料及其新技 术在C919飞机上应 用PPT课件
• 钛合金材料简介 • C919飞机简介 • 钛合金在C919飞机上的应用 • 钛合金新技术在C919飞机上的应
用 • 钛合金在C919飞机上应用的挑战
与展望
目录
01
钛合金材料简介
先进航空钛合金材料研究进展
先进航空钛合金材料研究进展摘要：钛及钛合金具有良好的综合性能，在航空航天、石油化工、生物医学、环境保护等领域的应用都很广泛，有较高的比强度，良好的耐腐蚀、耐高温等性能，在金属材料王国中被称为“全能金属”，是继铁、铝之后极具发展前景的“第三金属”和“战略金属”，作为高性能航空航天结构的关键材料，其性能对飞行器结构、质量、效率、服役可靠性和使用寿命都具有重要的作用。
基于此，文章对先进航空钛合金材料研究进展进行了分析，以供参考。
关键词：航空材料；钛合金；应用研究1钛合金材料的特点分析钛合金作为应用广泛的结构材料，比铝、钢强度高，而且在海水中有较好的抗腐蚀和耐低温的性能。
目前，飞机的机架、起落架、机身蒙皮以及发动机的叶片等制造材料的选择，主要来源于钛合金及其复合材料，基于钛合金的发展水平，可以作为判断先进水平检测的重要指标。
随着钛合金用量的不断增加，其应用也越来越广泛。
由于钛的无毒、质轻、耐腐蚀、强度高以及较好的生物相容性等特点，可以作为植入人体的植入物和手术机械等材料；鉴于其良好的结构弹性，可以用来减轻设备的质量，提高性能，增加寿命。
例如Ti6Al4V制造的榴弹炮座，质量降低了31%，采用钛合金代替轧制均质钢，在制造坦克其它部件的过程中，减重可达420kg以上。
钛合金在航海领域也有很好的发展前景，其耐蚀性、高比强度、无磁等特性使得其在发动机、螺旋桨、声纳系统等装置的应用极为广泛。
2航空钛合金材料的应用与研究2.1高温钛合金高温钛合金的发展为航空燃气轮机推重比的研究作出了巨大贡献。
美国科学家在1954年成功研发出使用高温达到350℃的α+β两相型高温钛合金，在航空领域得到了广泛的应用。
之后，在航空科技进一步发展的指引下，具有更高使用温度、更长使用寿命的高温钛合金被世界各国相继研究。
目前，英国的IMI834、美国的Ti-1100、俄罗斯的BT18Y和BT36等高温钛合金可稳定应用于600℃以上，在T55-712及Trent700等航空发动机上被成功应用[4]。
钛合金在各领域的应用
钛合金在各领域的应用随着科技的不断发展和人们对高性能材料需求的增加，钛合金作为一种优异的工程材料，其应用范围也越来越广泛。
本文将从航空、航天、医疗、汽车、体育器材等多个领域，介绍钛合金的应用情况。
一、航空领域钛合金在航空领域中的应用是最为广泛的。
首先，钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀等优点，可以大幅度减轻飞机的重量，提高飞机的速度、升限和航程。
因此，许多飞机的结构件、发动机零部件、连接件、螺栓等都采用了钛合金材料。
例如，波音787梦想客机中，使用了超过50%的钛合金材料，使得飞机整体重量减轻了20%以上，大大提高了其经济性和环保性。
二、航天领域钛合金在航天领域中的应用也非常广泛。
由于航天器的运行环境极其恶劣，需要材料具有高强度、高温、耐腐蚀等性能。
钛合金正是具备这些性能的材料之一。
例如，中国的嫦娥探月工程，使用了大量的钛合金材料，包括航天器的结构件、降落伞支架、太阳能电池支架等。
此外，美国的阿波罗登月计划中，登月舱的外壳也采用了钛合金材料。
三、医疗领域钛合金在医疗领域中的应用也越来越广泛。
由于钛合金具有良好的生物相容性、低密度、高强度等优点，被广泛用于人体植入物的制造。
例如，人工髋关节、人工膝关节、牙种植体等都采用了钛合金材料。
此外，钛合金也被用于制造手术器械、牙科器械等。
四、汽车领域钛合金在汽车领域中的应用还比较有限，但是随着对轻量化的追求，钛合金在汽车领域的应用也将越来越广泛。
钛合金可以替代传统的钢铁材料，可以减轻汽车的重量，提高汽车的燃油效率和性能。
例如，福特GT超级跑车的车身和底盘就采用了钛合金材料，使得整车重量减轻了约250公斤，大大提高了其性能。
五、体育器材领域钛合金在体育器材领域中的应用也越来越广泛。
由于钛合金具有高强度、低密度等优点，可以制造出更加轻盈、坚固的器材。
例如，高尔夫球杆、自行车车架、滑雪板、网球拍等都采用了钛合金材料。
此外，许多运动员也开始使用钛合金做成的装备，以提高其竞技水平。
钛合金成型方法
钛合金成型方法钛合金是一种具有优异性能的金属材料，被广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造等领域。
钛合金的成型方法对于其性能和应用起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常用的钛合金成型方法。
一、锻造成型锻造是一种常用的钛合金成型方法，其通过对钛合金进行加热，然后施加压力使其改变形状。
锻造可以分为自由锻造和模锻造两种方式。
自由锻造是将钛合金材料放置在锻模中，通过锤击或压力使其改变形状。
模锻造是将加热后的钛合金放置在预先设计好的模具中，通过模具施加压力，使其得到所需的形状。
锻造成型可以在较高温度下进行，有利于提高钛合金的塑性和成形性能，得到良好的成品。
二、轧制成型轧制是一种常用的钛合金板材成型方法。
通过将加热后的钛合金坯料放置在轧机中，通过辊轧的方式使其改变形状。
轧制成型可以得到具有一定厚度和宽度的钛合金板材，广泛应用于航空航天领域的结构件制造。
轧制成型的优点是可以大批量生产，成本相对较低，但对于板材的厚度和宽度有一定限制。
三、拉伸成型拉伸是一种常用的钛合金线材成型方法。
通过将加热后的钛合金坯料放置在拉伸机中，施加拉力使其变形成线材。
拉伸成型可以得到直径较小且长度较长的钛合金线材，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
拉伸成型的优点是可以得到高强度的线材，但对于线材的直径和长度也有一定限制。
四、挤压成型挤压是一种常用的钛合金型材成型方法。
通过将加热后的钛合金坯料放置在挤压机中，通过挤压头施加压力使其变形成型材。
挤压成型可以得到具有复杂截面形状的钛合金型材，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
挤压成型的优点是可以得到高精度的型材，但对于型材的尺寸和形状也有一定限制。
钛合金成型方法包括锻造成型、轧制成型、拉伸成型和挤压成型。
不同的成型方法适用于不同的钛合金产品，可以根据实际需求选择合适的成型方法。
钛合金的成型过程需要严格控制温度、压力和速度等参数，以确保最终产品的质量和性能。
随着科技的不断进步，钛合金成型方法也在不断发展，为钛合金材料的应用提供了更多可能性。
钛及钛合金型材模拟等温挤压速度控制系统
____________________________________________________信息记录材料2019年3月第20卷第3期辱〕钛及钛合金型材模拟等温挤压速度控制系统李博，张乃禄，张茹(西安石油大学电子工程学院陕西西安710065)【摘要】钛及钛合金型材是重要的航空航天结构材料，等温挤压对提高钛及钛合金型材的质量与产量均具有重大影响，关键是挤压过程变形温度和挤压速度控制。
针对25MN钛及钛合金型材挤压机，研制了钛型材模拟等温挤压速度控制系统。
该系统由红外测温仪、研华工控机、S7-1500PLC.执行控制装置构成，采用红外测温仪对挤压机模具口进行实时测温，工控机和PLC进行等温挤压速度曲线计算及温度挤压速度闭环控制，实现了对挤压过程变形温度和挤压速度的准确控制。
生产运行表明，该系统对提高钛及钛合金挤压型材质量和挤压生产效率以及稳定挤压生产工艺具有重要作用，在钛及钛合金加工领域具有典型应用价值。
【关键词】钛及钛合金型材；模拟等温挤压；挤压速度控制；PLC【中图分类号】TG376【文献标识码】A【文章编号】1009-5624(2019)03-0007-03 Simulated isothermal extrusion speed control system for Titanium and titanium alloy profilesLi Bo,Zhang Nailu,Zhang Ru.Xi'an Shiyou University^ShaanxiXi'an710065,China[Abstract]Titanium and titanium alloy profiles are important aerospace structural materials.Isothermal extrusion has a significant impact on improving the quality and yield of titanium and titanium alloy profiles.The key is the deformation temperature and extrusion speed control during extrusion.For the25MN titanium and titanium alloy profile extrusion machine,a titanium profile simulation isothermal extrusion speed control system was developed.The system consists of infrared thermometer;Advantech industrial computer;S7-1500PLC,and execution control device.The infrared thermometer is used to measure the temperature of the extruder die,and the industrial computer and PLC perform isothermal extrusion speed curve calculation and temperature.Closed-end control of extrusion speed enables accurate control of deformation temperature and extrusion speed during extrusion.The production operation shows that the system plays an important role in improving the quality of titanium and titanium alloy extruded profiles and extrusion production efficiency as well as stable extrusion production process.It has typical application value in the field of titanium and titanium alloy processing.【Key words]Titanium and titanium alloy profiles;Simulated isothermal extrusion;Extrusion speed control;P LC1引言近年来，钛及钛合金型材是航空航天工业重要的结构材料，对其挤压型材的质量和性能要求越来越苛刻钛及钛合金挤压过程中变形温度的不断提高，导致金属材料在挤压的整个过程中，其出模孔不同部位的实际温度产生较大的波动，模孔不同部分的温度差，会引起型材断面上的组织性能不均匀，甚至产生扭曲、裂纹等较严重的缺陷。
钛合金材料及其新技术在C919飞机上的应用
钛合金材料及其新技术在C919飞机上的应用引言：C919飞机作为中国自主研发的大飞机项目，其设计理念和技术水平在不断提升，其中钛合金材料的广泛应用是C919飞机成为世界一流大飞机的重要因素之一、本文将主要探讨钛合金材料及其新技术在C919飞机上的应用。
一、钛合金材料的特点钛合金是一种具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和耐高温性能的金属材料。
其具有优秀的比强度和比刚度，比重仅为4.5g/cm³左右，约为钢的一半。
此外，钛合金材料还有较高的熔点、良好的可焊性和机械加工性能等优点。
二、C919飞机上的钛合金材料应用1.结构件C919飞机利用钛合金制造部分机身结构件，如前压舱壁、机轮舱盖以及飞机尾翼等。
由于钛合金具有优异的强度和刚度，能够承受大气压力和飞行时的动力负荷，因此能够确保飞机的结构稳定性和安全性。
2.引擎部件C919飞机的发动机部件中，也广泛使用了钛合金材料。
钛合金由于抗高温性能好，可以用于制造发动机叶片、涡轮盘等关键部件，提高了发动机的工作效率和寿命，提升了飞机的整体性能。
3.内饰装饰件1.热成形技术C919飞机上采用了钛合金热成形技术，通过控制合金的变形温度和速率，实现了复杂形状的零部件制造。
这种技术能够提高零部件的加工效率和质量，降低成本，并且节约了材料。
2.焊接技术C919飞机钛合金的焊接技术也得到了大幅度提升。
传统的钛合金焊接存在焊接热裂纹和变形等问题，而新技术中采用了激光焊接和等离子焊接等先进方法，使焊接接头更加牢固，提高了结构的强度和可靠性。
3.三维打印技术随着三维打印技术的发展，C919飞机也在钛合金零部件制造中开始应用。
三维打印技术能够将设计数据直接转化为实体零件，减少了加工工序，提高了制造效率。
同时，三维打印技术还能够制造复杂形状的零部件，实现更好的结构优化和性能集成。
结论：钛合金材料及其新技术在C919飞机上的应用可以显著提升其性能和舒适度。
随着钛合金材料应用技术的不断创新和发展，C919飞机将继续在设计理念和技术水平上不断突破，成为国际市场竞争力强的大型客机。
钛合金材料在航空航天领域中的应用研究
钛合金材料在航空航天领域中的应用研究航空航天领域是一个极具挑战性的领域，要求材料具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性和低密度等特性。
而钛合金材料正好满足这些要求，因此在航空航天领域得到了广泛应用。
本文将介绍钛合金材料在航空航天领域中的应用研究。
一、概述钛合金材料是指钛作为基本元素、加入其他合金元素制成的一类合金材料，具有优异的物理和化学性质。
钛合金材料已经得到了广泛应用，包括航空航天、医疗、运动器材、高档餐具等领域。
其中航空航天领域是钛合金材料非常重要的应用领域之一。
二、钛合金材料的应用1.航空发动机制造航空发动机是飞机的核心部件之一，具有高温、高压、高速等特点。
因此需要使用具有高强度、抗腐蚀性、高耐热性等特性的材料。
钛合金材料正好符合这些要求，可以被用于制造发动机的叶轮、轴承、进气道等重要部分。
2.航空器制造钛合金材料可以被用于制造飞机的机身、燃油箱、起落架等部分，这些部分需要具有高强度、抗腐蚀性和轻质化的特性。
使用钛合金材料制造这些部分可以减轻飞机的质量、提高飞机的飞行性能。
3.卫星制造卫星是航天探测器的一部分，需要具有较高的强度、轻质化和抗腐蚀性等特性。
钛合金材料可以被用于制造卫星的天线支架、电池支架、反推装置等部分，可以减轻卫星的总重量、提高卫星的信号传输能力。
4.宇航装备制造大型的宇航探测器需要具有强大的推力和稳定性，而这样的探测器需要使用具有高强度、耐热性、轻质化和抗腐蚀性等特性的材料。
因此，钛合金材料可以被用于制造宇航探测器的燃气轮机、传感器、反推装置等部分。
三、结论钛合金材料在航空航天领域中具有广泛应用，可以被用于制造飞机、卫星、宇航探测器等高端设备。
钛合金材料具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性和低密度等特性，这些特性使得钛合金材料成为航空航天领域中不可缺少的材料之一。
除了航空航天领域外，钛合金材料还有其他广泛的应用领域，未来钛合金材料也将继续被广泛应用于各类高端材料制造中。
钛合金在航空制造中的应用
钛合金在航空制造中的应用钛合金是由钛与其他金属元素混合而成的合金，因其优异的性能而成为了航空工业中应用最广泛的金属材料之一。
其优良的耐腐蚀性、高强度和轻质化的特点，深受航空制造业的青睐。
本文将为读者详细介绍钛合金在航空制造中的应用，从材料的特性、生产过程、应用现状以及未来发展趋势几个方面进行探讨。
材料特性钛合金具有一系列的优异性能，其中最为显著的包括高的比强度和高比弹性模量，以及优异的耐腐蚀性。
具体来说，钛合金的比强度是普通钢的两倍以上，比6061-T6铝合金高出50%以上；其比弹性模量也比钢和铝合金高出近两倍；钛合金的氧化膜能够有效防止金属表面和周围环境的反应，因此具有优异的耐腐蚀性。
此外，钛合金也具有一定的可加工性和可焊性，即能够通过冷、热加工和焊接等工艺进行加工与连接。
另外，由于钛合金的密度只有钢的一半不到，因此相同体积的材料重量能够减轻近一半，使其在航空领域更为受欢迎。
生产过程钛合金的生产过程相比铁合金要复杂的多，其主要生产方法包括冶炼法和粉末冶金法两种。
冶炼法指的是将钛矿石按一定配比加入电炉中，加入铝、锍、铁等辅助材料，以一定的温度、时间条件熔炼出合金，然后通过氧化和还原的过程，使杂质孟取除，从而获得具有所需成分的钛合金。
粉末冶金法指的是将钛合金通过化学反应生成钛合金粉末，再经过挤压、烧结等工艺制备成型件。
虽然粉末冶金法生产的合金具有杂质少、组织细致等优点，但因其成本较高，限制了其在大批量生产领域的应用。
应用现状钛合金从20世纪60年代开始被广泛应用于航空制造中，成为航空业中不可或缺的材料之一。
根据应用领域的不同，钛合金可以分为结构用钛合金、热应力用钛合金和超高强度的钛合金。
结构用钛合金应用于飞机外表面、发动机叶片、定子叶和快门等关键部位。
例如美国波音公司的787、737MAX等商用飞机都大量使用了钛合金；俄罗斯苏霍伊公司的苏-57战机也采用了大量的钛合金结构件，使该战机在减重高温抗腐蚀等方面具备优异性能；热应力用钛合金主要应用于喷气发动机高温部件，如燃气轮叶、涡轮盘和喷气发动机燃烧室内衬等，用以抵御高温和高应力环境中的腐蚀和疲劳裂纹。
钛合金材料在航空领域中的应用研究
钛合金材料在航空领域中的应用研究随着航空运输业的不断发展，航空器的轻质化、高强度和高性能化已成为行业的发展目标之一。
钛合金材料因其高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和优异的高温性能等特点，成为航空领域中不可替代的材料之一。
一、钛合金材料的特点钛合金是一种具有良好力学性能和物理性能的金属材料。
它的密度只有钢的一半，但具有比钢更高的比强度，比弹性模量和比塑性模量更高。
钛合金不仅具有良好的力学性能，还具有良好的耐腐蚀性和良好的高温性能，使得它成为航空领域中的重要材料之一。
钛合金的高强度、低密度和非常良好的延展性、腐蚀性使得其越来越受到广泛关注，广泛应用于航空领域，被誉为“航空界的棒材”。
二、钛合金材料在航空领域中的应用在航空领域中，钛合金材料广泛应用于发动机、机身、燃气轮机等方面。
它可以降低整机重量，提高飞机的载荷能力和寿命，提供更稳定的性能和更长的使用寿命。
在发动机领域，钛合金可以用来制造压气机叶片、燃烧室、涡轮盘等部件。
使用钛合金材料可以降低发动机的质量，降低燃料消耗和排放，提高发动机的效率和性能。
此外，在机身和燃气轮机中也广泛应用了钛合金材料，以提高他们的载荷能力和航行速度等性能参数。
三、钛合金材料的应用优势1、轻质化由于钛合金的密度很小，重量比钢轻，可以大大降低整个航空器的重量，提高其载荷能力和燃效率。
2、高强度钛合金具有比较高的强度和刚度，在极端环境下仍然能够保持其性能，使得其在飞行、着陆和面对其他冲击或振动等情况时能够提供更好的支撑和保护。
3、抗腐蚀由于钛合金材料耐腐蚀，可以在冷、热、潮、干等各种环境下使用，并长期保持良好的性能和外观。
4、高温性能钛合金可以在高温环境下使用，并且可以在面对高温冲击时保持其性能和形状，比如在燃气轮机中的应用。
5、良好的加工性钛合金具有优异的加工性能，不但容易加工，还具有良好的可塑性，使得其成为一种理想的材料选择。
四、钛合金材料的挑战1、成本较高钛合金的生产成本相对较高，也使其价格相对较高，限制了它在某些领域中的应用。
一种ta15钛合金t型材挤压制备方法
一种ta15钛合金t型材挤压制备方法
TA15 钛合金是一种高强度、高韧性的钛合金，常用于航空航天、医疗和工业领域。
挤压制备 TA15 钛合金 T 型材是一种常用的制备方法，以下是具体的步骤:
1. 原材料准备：准备优质的 TA15 钛合金棒材，其化学成分必须符合标准要求。
2. 加热：将 TA15 钛合金棒材进行加热，使其达到挤压温度，通常需要在1000°C 以上加热。
3. 挤压：将加热后的 TA15 钛合金棒材通过挤压机进行挤压，挤压过程中需要施加一定的压力，以保证 TA15 钛合金棒材能够形成 T 形型材。
4. 冷却：挤压完成后，需要将 TA15 钛合金 T 型材进行冷却，以使其保持稳定的形状和尺寸。
5. 加工：将 TA15 钛合金 T 型材进行加工，例如切割、磨削、抛光等处理，以使其达到所需的尺寸和形状。
在制备 TA15 钛合金 T 型材时，需要注意质量控制和安全措施。
在原材料准备和挤压过程中，需要确保 TA15 钛合金棒材的化学成分和温度符合要求，以保证挤压制备的 TA15 钛合金 T 型材的质量。
同时，在挤压过程中需要保证安全，避免人员受伤或设备损坏。
钛合金在中国航空产业的应用
钛合金在中国航空产业的应用
钛合金在中国航空产业中的应用非常广泛，从航空发动机、机身结构、起落架、螺栓、螺母、气门等方面都有所应用。
在航空发动机上，钛合金被广泛应用于叶轮、燃烧室、气缸头等零部件制造。
钛合金具有耐高温、高强度、抗腐蚀等特点。
它可以承受高温燃气的腐蚀和高速旋转的叶轮受到的巨大惯性力的冲击。
钛合金燃烧室可以承受高温高压的气体并具有较好的热稳定性，在航空发动机中起到了重要作用。
在机身结构方面，钛合金可以用于飞机的机身龙骨、加强筋、大量的螺栓、螺母等零部件的加工。
钛合金具有优异的强度和硬度，同时具有较低的密度和良好的耐蚀性能，这使得钛合金的应用可以减轻飞机的重量，提升飞机的承重能力和降低油耗。
在起落架方面，钛合金起落架制作具有较高的强度和韧性，可以承受起飞和着陆时的冲击力和负载。
在气门加工方面，钛合金可以代替铸铁、钢制的气门，使得发动机气门组件更加轻便、自然振荡更少、使用寿命更长。
总之，钛合金在中国航空产业的应用已经得到广泛的认可，未来也会有更多的应用方向。
钛合金应用案例
钛合金应用案例
钛合金是一种强度高、密度低、耐腐蚀的金属材料，具有广泛的应用领域。
以下是一些钛合金的应用案例：
1. 航空航天工业：钛合金被广泛用于飞机、导弹、火箭等航空航天器件的制造。
它的高强度和轻质特性使得飞机结构更轻，提高燃油效率和飞行性能。
2. 医疗器械：由于钛合金具有良好的生物相容性和抗腐蚀性，它被广泛用于制造人工关节、植入式医疗器械、牙科种植体等。
钛合金的生物相容性使得它可以与人体组织良好地结合，减少排异反应的风险。
3. 汽车工业：钛合金在汽车制造中用于减轻车辆重量、提高燃油效率和安全性能。
它可以用于制造发动机零部件、悬挂系统、排气管等关键组件。
4. 体育用品：一些高端的体育用品，如高尔夫球杆、自行车框架、网球拍等，采用钛合金材料制造。
钛合金的高强度和耐用性使得这些用品更加轻便、坚固，并能提供更好的性能。
5. 化工工业：由于钛合金的耐腐蚀性，它被广泛应用于化工设备、石油加工设备、海水淡化设备等领域。
钛合金可以抵抗酸碱腐蚀和高温环境，保证设备的使用寿命和安全性。
6. 造船业：在船舶制造中，钛合金被用于制造船体结构、船用设备和海水处理系统等。
它的高强度和抗腐蚀性使得船舶更耐用，并能在恶劣的海洋环境下保持良好的性能。
这些只是钛合金应用的一些典型案例，实际上钛合金还有许多其他领域的应用，如化工、电子、体育用品等。
随着技术的进步和钛合金的研发，它在各个领域的应用前景仍然非常广阔。
Ti-1300钛合金挤压管材组织性能研究
Ti-1300钛合金挤压管材组织性能研究钛合金是一种优良的结构材料，具有密度低、强度高、抗腐蚀性能好等优点，被广泛应用于航空航天、船舶制造、化工工业等领域。
钛合金挤压管材是一种常见的产品形式，其组织性能对其应用性能有重要影响。
本文将针对Ti-1300钛合金挤压管材的组织性能进行研究和分析。
我们需要了解Ti-1300钛合金的组织特征。
Ti-1300钛合金属于α+β相的钛合金，主要由α相和β相组成。
α相是一种具有典型的六方最密堆积结构的钛相，具有较高的延展性和强度，而β相是一种具有体心立方结构的钛相，具有较高的硬度和强度。
在Ti-1300钛合金中，合理的α相和β相比例可使其具有良好的强度和塑性。
挤压是一种常用的加工方法，可以提高钛合金的强度和塑性。
通过挤压，可以使钛合金中的晶粒细化，排列更加整齐，从而提高材料的强度和塑性。
挤压还能够改善钛合金的显微组织，减少缺陷和孔隙的存在，提高材料的抗腐蚀性能。
在研究中，我们将采用金相显微镜对Ti-1300钛合金挤压管材的组织进行观察和分析。
我们需要将挤压管材进行切割和研磨，获得平整的试样。
然后，使用腐蚀剂对试样进行腐蚀处理，使α相和β相之间的差异更加明显。
使用金相显微镜对试样进行观察和拍照，通过对照组织图像，分析Ti-1300钛合金挤压管材的晶粒大小、相含量和相分布等特征。
除了金相显微镜，我们还将使用扫描电子显微镜(SEM)对试样进行观察。
SEM可以提供更高清晰度和更高放大比例的图像，可以观察钛合金中的细微结构和缺陷情况。
通过SEM观察和分析，我们可以更全面地了解Ti-1300钛合金挤压管材的组织性能。
在研究中，我们还将对Ti-1300钛合金挤压管材的力学性能进行测试。
通过拉伸试验和硬度测试，我们可以得到材料的屈服强度、抗拉强度、硬度等参数。
将此参数与组织观察结果进行对比分析，可以进一步验证Ti-1300钛合金挤压管材的组织性能和力学性能之间的关系。
通过以上研究方法，我们可以全面了解Ti-1300钛合金挤压管材的组织性能。
航空结构件用钛合金棒材规范-中国有色金属标准质量信息网
《钛及钛合金棒材》编制说明（送审稿）（2006年12月）钛及钛合金棒材一、任务来源及计划要求根据全国有色金属标准化技术委员会《关于下达2006～2008年有色金属国家标准修订计划的通知》（有色标委[2006]第13号）的要求，由宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司负责修订GB/T 2965－1996《钛及钛合金棒材》。
按要求于2006年完成修订任务。
二、编制过程（包括编制原则、工作分工、征求意见单位、各阶段工作过程等）1、编制原则在现行标准的基础上，结合近些年来钛及钛合金棒材的研制成果及生产、使用的实际情况，参考宝钛集团有限公司与国内使用单位签订的相关的产品协议标准，并充分考虑现行标准在执行过程中产生的问题进行修订。
1）根据国家标准GB/T 3620.1《钛及钛合金牌号与化学成分》的修订情况，将工业纯钛棒材的牌号相应修订为TA1、TA2、TA3和TA4（分别对应ASTM标准的Gr.1、Gr.2、Gr.3和Gr.4）；并新增TC4 ELI、TA13、TA15和TA19等钛合金牌号。
2）扩大了棒材的尺寸范围：最小直径或截面厚度从8mm降为＞7mm；棒材的最大规格由200mm增大到230mm；退火态棒材的长度范围扩大为300mm～3000mm。
3）依据ASTM B348-06ε1标准，补充了TA1、TA2、TA3、TA4和TC4 ELI 的力学性能指标；根据相关协议标准，确定TA13、TA15和TA19钛合金棒材的力学性能指标。
4）增加了所有牌号钛棒材的规定非比例延伸强度R p0.2指标。
5）提高了棒材的直径或截面厚度的尺寸允许偏差要求。
6）增加了机加工棒材的表面粗糙度要求。
2、分工本标准由宝钛集团有限公司和宝鸡钛业股份有限公司起草。
3、征求意见单位本标准在中国有色金属标准计量质量研究所网站公开征求意见。
4、各阶段工作计划2005年6月～2006年4月调研；2006年5月～2006年7月提出标准草案；～2006年11月标准征求意见，形成讨论稿并完成标准的预审；～2006年12月完成标准送审稿。
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文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.航空用钛合金挤压型材（GB/T ××××-××××）编制说明（预审稿）2018年8月《航空用钛合金挤压型材》编制说明一、工作简介1.任务来源根据国标委《国家标准委关于下达2016年第三批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2016]76号）的精神，由宝钛集团有限公司等单位负责修订《航空用钛合金挤压型材》国家标准。
项目计划编号：20161658-T-610，计划完成年限为2019年。
2.本标准所涉及的产品简况钛合金型材是一种近终形的成品或半成品，具有结构效益高的特点，不需加工或经过少量加工后可直接做为构件使用。
挤压成型可生产形式各异、截面复杂的型材，具有生产灵活、加工效率高等特点，并且是复杂断面、空腹、变断面型材的唯一加工方法。
相对于板弯型材，挤压型材的刚度好。
钛合金型材在飞机结构中主要做为长桁和次承力框、前机身、起落架、中机身结构使用，国内个别型号曾经应用了钛合金的挤压型材。
从2014年起，宝鸡钛业股份有限公司为我国航天大推力火箭研制并批量生产了三种规格的TC4型材500余支。
2016年国内战车研制开始使用U型材作为车体的支撑梁，预计每年的需求量50吨以上。
3.起草单位简况宝钛集团有限公司是我国“三五”期间为满足国防军工和尖端科技发展需要，以“902”为工程代号投资兴建的国家重点企业。
现拥有“宝鸡钛业股份有限公司”、“南京钛业股份有限公司”和“上海远东公司”等10多个控股公司、5个全资子公司和宽厚板、复合板、装备设计制造等10多个二级单位。
可生产钛、锆、铪、钨、钼、钽、铌、镍等有色金属及其合金达110多个牌号，产品类型包括：板、管、棒、丝、箔、铸件、锻件及复合材料共6000多种产品。
经过四十多年的发展，目前已成为国内最大的以钛为主导产品的稀有金属材料专业化生产和科研基地，被誉为“中国钛城”。
1999年，被国家科技部和中国科学院认定为“高新技术企业”。
2001年首批获得国防科工委颁发的军工生产科研资格许可证。
现隶属于陕西有色金属控股集团有限责任公司。
宝鸡钛业股份有限公司位于陕西省宝鸡市钛城路1号，成立于1999年7月21日。
是由宝钛集团有限公司作为主发起人和控股股东设立的股份有限公司。
是中国钛及钛合金生产和科研基地，是目前世界第四大钛加工企业和中国钛工业的龙头企业。
公司拥有先进、完善的钛材生产体系和一批高素质专家队伍，从德、日、美、奥等国家引进的先进的主体装备，完善的产品质量保证体系，完备的生产体系、国际领先的工艺技术、稳定的产品质量、高效的管理以及超前的营销理念。
公司的主导产品类型有钛及钛合金铸锭、铸件、管材、棒材、饼环材、锻件、板材、带材、箔材和丝材等。
公司自成立以来一致注重产品的技术研发，承担了国内大部分钛加工材的科研和生产任务，引领着中国钛工业的发展和进步。
4.主要工作过程宝钛集团有限公司接到有色标委下达的制订任务后，成立了标准编写组，召开了标准项目编写启动会议，对标准编写工作进行了部署和分工。
《航空用钛合金挤压型材》先进产品标准进行了追踪研究，并对近年来生产的钛合金挤压型材技术水平进行了统计和分析，结合我国钛合金挤压型材的实际应用需求和生产技术现状形成了本标准的征求意见稿。
本项目主要工作过程经过了以下几个阶段：1)2017年5月成立标准编制组，并明确了工作的职能和任务。
2)2017年6月～2017年12月对航空用钛合金挤压型材进行了相关资料的收集和总结，并对技术资料进行了对比分析。
3)2018年1月～2018年4月通过对航空用钛合金挤压型材技术资料的分析和总结，形成了《航空用钛合金挤压型材》的征求意见稿。
2018年4月24日，全国有色金属标准化技术委员会稀有金属分标委会在汉中市召开了《航空用钛合金挤压型材》等国家标准的讨论会。
来自中国有色金属工业标准计量质量研究所、湖南金天钛业科技有限公司、宝钢特钢有限公司、国核宝钛锆业股份公司、金堆城钼业股份有限公司、西部超导材料科技股份有限公司、中国核动力研究设计院、中铝沈阳有色金属加工有限公司、遵义播宇钛材有限责任公司、西部金属材料股份有限公司、宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司等20家单位37位专家代表参加了会议。
与会代表认真对《航空用钛合金挤压型材》进行了讨论，并形成了以下会议纪要：1）增加引用文件的编号和名称；2）对标准文本和编制说明进行编辑性修改。
与会代表一致同意，标准编制组按以上修改要求，对标准文稿和编制说明进行修改后形成预审稿。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1.标准编制原则本标准是按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的规定进行编写的。
本标准在编制过程中，以应用单位对钛合金型材的需求和生产企业的生产能力为依据进行编制，牌号主要有TA15、TC2、TC4等；各项指标原则按相关协议要求，并参照俄罗斯OCT1 92064-77和AMS相关标准进行起草，以论证报告为依据。
2.确定标准主要内容的论据2.1.化学成分由于钛及钛合金化学活性高，易受H、O、N等气体污染，所以规定铸锭采用真空熔炼；为保证成分均匀性，规定铸锭的熔炼次数不得少于两次。
AMS等国外先进标准对钛合金的熔炼次数均有此规定，同时与协议标准规定保持一致。
化学成分应该满足表1的要求。
表1研制技术条件》和AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》相关规定。
2.2.尺寸允许偏差型材的尺寸公差主要是参考AMS2245B《钛及钛合金挤压条、棒材及型材尺寸公差》及XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》中高度及宽度及厚度，分为普通精度和高精度，普通精度主要是型材作为坯料在使用前需要进行再次加工，高精度级别的型材作为成品直接使用，具体的尺寸见表2，表2高精度尺寸公差主要参照XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》及TC2和TA15参照协议标准XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》中附件图中的型材公差尺寸并做适当的修改。
角度（见图1）：主要参照AMS2245B《钛及钛合金挤压条、棒材及型材尺寸公差》标准的相关要求。
见表3表3条件》要求相一致。
图1平直度（见图2）：主要参照AMS2245B《钛及钛合金挤压条、棒材及型材尺寸公差》及XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》标准的相关要求。
分为普通精度和高精度，普通精度主要是型材作为坯料在使用前需要进行再次加工，高精度级别的型材作为成品直接使用，具体要求见表4表4规格（毫米）公差普通精度高精度所有2mm/m 1.5mm/m图2普通精度的公差与AMS2245B《钛及钛合金挤压条、棒材及型材尺寸公差》及协议标准XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》保持一致，高精度尺寸公差主要参照XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》（1mm/m）并做适当的修改。
扭拧度（见图3）：主要参照AMS2245B《钛及钛合金挤压条、棒材及型材尺寸公差》及XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》标准的相关要求。
型材扭拧度在任一300mm范围内应不大于1mm,在总长度范围内应不大于3mm（T2与T1之间的差值即为型材的扭拧度。
图3协议标准XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》中规定在型材的任一段的1m长度上围绕轴的扭拧角不应大于2度。
2.3.力学性能钛合金挤压型材的性能主要是TC4参照AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》、XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》和N/BS (Y)5609-2014《TC4钛合金热弯型材技术条件》，TC2和TA15参照协议标准XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》和用户的实际需要。
该性能指标经过大批量的生产检验和应用验证，适用于制造挤压方式生产的钛合金的拉伸性能指标科学、合理，可完全满足市场的应用需求。
具体要求见表5表5AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》标准中规定了断面收缩率相关指标，但是标准XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》没有规定断面收缩率。
考虑到国内实际使用对该项指标不关注，所以在性能指标中没有规定断面收缩率。
2.4.低倍组织型材的低倍组织上不允许有裂纹、折叠、气孔、偏析、缩尾、金属或非金属夹杂及其他目视可见的冶金缺陷。
该低倍要求借鉴N/BS (Y)5609-2014《TC4钛合金热弯型材技术条件》和XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》。
AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》对低倍组织没有相应的要求，XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》要求低倍组织按10级评级图测定的晶粒度不应粗于3级。
对于一部分缘板厚度大于8mm的型材允许个别区段上低倍有5级晶粒，但其总面积不能超过截面面积的1/3。
挤压待精整型材报测试。
当低倍组织超过上述要求时，以力学性能为准。
2.5.显微组织每批型材的应提供显微组织照片。
N/BS (Y)5609-2014《TC4钛合金热弯型材技术条件》和XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》对高倍组织要求：型材的显微组织（热弯前）应是 相区加工产生的组织，并提供照片，显微组织不作为判废依据。
AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》对高倍组织要求：金相组织应均匀一致，为β加工组织。
组织不作为判废依据，除非需方和制造方有协议。
XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》对高倍组织要求：每批型材应进行高倍组织分析，并提供500x照片。
鉴于以上个标准的要求所以对于高倍组织为：每批型材的应提供显微组织照片。
2.6.表面污染型材应无任何富氧层，如 层或其他表面污染。
AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V钛合金挤压型材》对表面污染要求：产品表面应无富氧层，如α层或其他表面污染，在不小于400倍下进行显微检查或需方与制造方同意的其他方法。
2.7.表面质量本标准的表面质量主要采用N/BS (Y)5609-2014《TC4钛合金热弯型材技术条件》和XJ/BS 5556-2014《TC4钛合金型材技术条件》高于AMS 4935J《β处理的Ti-6Al-4V 钛合金挤压型材》及XJ/BS5355-2007 《TA15和TC2钛合金挤压型材研制技术条件》表面质量的要求。