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复合制造TC25G钛合金构件的组织与力学性能
1
作者 王洋 韩佳兴 +2 位作者 罗威豪 程序 刘栋 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期16-22,共7页
采用激光定向能量沉积+锻造相结合的复合制造技术制备了TC25G钛合金件,并对其进行固溶时效处理,对比研究了沉积态及热处理态TC25G钛合金件的组织和力学性能。结果表明,激光定向能量沉积+锻造复合制造TC25G钛合金件的界面冶金结合良好,... 采用激光定向能量沉积+锻造相结合的复合制造技术制备了TC25G钛合金件,并对其进行固溶时效处理,对比研究了沉积态及热处理态TC25G钛合金件的组织和力学性能。结果表明,激光定向能量沉积+锻造复合制造TC25G钛合金件的界面冶金结合良好,无明显缺陷,从热影响区过渡到锻造区,初生α相含量逐渐增加。经固溶时效处理后,锻造基体区与热影响区组织差异性降低,复合制造试样的室温和高温抗拉强度分别提高14.7%和23.3%,断后伸长率分别提高118.2%和318.0%。复合制造TC25G钛合金件的拉伸断裂位置位于锻造基体区,表明结合区并没有成为“弱区”。 展开更多
关键词 复合制造 激光定向能量沉积 锻造 组织 拉伸性能 硬度
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固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材组织与性能的影响
2
作者 陶海林 孙虎代 +2 位作者 冯秋元 蒋纪新 张伟 《钛工业进展》 2026年第1期23-27,共5页
研究了固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量降低,合金强度先升高后降低;随着固溶后冷却速度的加快,组织中等轴α相含量减少,细片层状β转变组织含量增加,合金强度明... 研究了固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量降低,合金强度先升高后降低;随着固溶后冷却速度的加快,组织中等轴α相含量减少,细片层状β转变组织含量增加,合金强度明显提升。经不同温度时效处理后,合金组织均由等轴α相和β转变组织组成,且随着时效温度的升高,次生α相粗化,合金强度明显下降,塑性略有增大。综合考虑,TC30钛合金轧制棒材经900℃/1 h/WC+550℃/8 h/AC热处理后可获得强度与塑性的较佳匹配。 展开更多
关键词 TC30钛合金 热处理 显微组织 力学性能
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TiFe基储氢合金研究现状及展望
3
作者 蔡建华 南榕 +1 位作者 孙花梅 李星吾 《钛工业进展》 2026年第1期41-48,共8页
氢能应用的核心在于储氢技术。在众多储氢材料中,TiFe基储氢合金因成本低,在常温和较低氢压条件下表现出优异的储氢性能,被认为是最具潜力的储氢候选材料之一。然而,该合金对环境要求苛刻,极易与空气中的O_(2)和H_(2)O等发生反应而被毒... 氢能应用的核心在于储氢技术。在众多储氢材料中,TiFe基储氢合金因成本低,在常温和较低氢压条件下表现出优异的储氢性能,被认为是最具潜力的储氢候选材料之一。然而,该合金对环境要求苛刻,极易与空气中的O_(2)和H_(2)O等发生反应而被毒化,需经过多次活化处理后才能吸(放)氢,增加了制备成本,严重阻碍了其发展与应用。为此,综述了TiFe基储氢合金设计优化及性能改进方法的技术特点和研究现状,包括应用第一性原理密度泛函理论进行合金设计与优化,利用机械球磨、冷轧及高压扭转、元素部分置换或替换等方法提升合金的储氢性能;展望了TiFe基储氢合金未来的发展方向,以期推动该合金在绿色储能电池领域的应用。 展开更多
关键词 TiFe基储氢合金 合金设计 性能改进
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退火对LDED-TC18钛合金微观组织与性能的影响 被引量：1
4
作者 张世峰 胡生双 +4 位作者 辛社伟 张思远 李倩 赵恒 李思兰 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第1期201-212,共12页
本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,... 本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,沉积态试样中沿沉积方向出现粗大原始β柱状晶,晶内由超细α相片层构成,退火处理后,片层α相的粗化行为受热激活能、相平衡热力学、元素扩散和奥斯特瓦尔德熟化共同调控。研究建立了以片层α相厚度和长宽比预测力学性能的多元非线性回归数学模型,通过SPSS软件拟合提高了模型的准确性。该模型不仅为LDED-TC18的强塑性匹配提供定量依据,也可为其他技术生产(材料应用)优化提供理论参考。 展开更多
关键词 TC18钛合金 拉伸性能 片层组织 多元非线性回归
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轧制温度对Ti650高温钛合金棒材组织性能的影响
5
作者 钱坤 张国君 +3 位作者 王晓 辛社伟 周伟 侯红苗 《中国材料进展》 北大核心 2026年第1期58-65,共8页
研究了轧制温度对Ti650合金拉伸及蠕变性能的影响。采用光学显微镜分析了不同轧制温度对合金等轴α相及次生α相形貌、含量的影响;使用EBSD分析技术对轧制后的合金的晶体取向进行表征。结果表明:随着轧制温度的升高,Ti650合金强度逐渐增... 研究了轧制温度对Ti650合金拉伸及蠕变性能的影响。采用光学显微镜分析了不同轧制温度对合金等轴α相及次生α相形貌、含量的影响;使用EBSD分析技术对轧制后的合金的晶体取向进行表征。结果表明:随着轧制温度的升高,Ti650合金强度逐渐增加,塑性变化不大;初生α相、次生α相、织构等均会对Ti650合金拉伸性能产生影响;Ti650合金的高温蠕变性能与轧制温度升高导致的初生α相含量和尺寸及次生α相片层厚度有关,随着轧制温度升高蠕变残余应变表现出先降低后升高的趋势,在1000℃轧制时抗蠕变性能最佳。 展开更多
关键词 Ti650钛合金 显微组织 织构 拉伸性能 高温蠕变
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轧制-拉拔-退火冷却协同调控下Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金组织与织构演变机制
6
作者 孙小平 刘东 +4 位作者 杜予晅 雷磊 张朋辉 吴聪 雷蕃 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期535-542,共8页
研究了Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金棒材在轧制-拉拔-不同退火冷却(水淬(WQ)、空冷(AC)和炉冷(FC))方式下微观组织和织构的协同演变机制。结果表明:TC16钛合金棒材初始片层组织在两相区轧制和退火过程中通过动态再结晶和α相长大形成了由... 研究了Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金棒材在轧制-拉拔-不同退火冷却(水淬(WQ)、空冷(AC)和炉冷(FC))方式下微观组织和织构的协同演变机制。结果表明:TC16钛合金棒材初始片层组织在两相区轧制和退火过程中通过动态再结晶和α相长大形成了由等轴α和β相组成的双相组织,β相和α相分别形成了<110>//Y(Y//棒材轴向)和<101ˉ0>//Y的丝织构。热拉拔虽未改变织构类型,但热拉拔变形导致内部晶粒取向梯度明显增加,进而显著减弱织构强度。退火冷速速率对α相含量调控显著,等轴α相含量由WQ的36.8vol%增至FC的74.9vol%。不同冷速下的β相和α相织构类型与拉拔态织构一致。退火加热阶段α→β相变通过Burgers取向关系(BOR)继承并强化原始β相织构;而冷却过程中β→α相变因自适应效应触发变体选择,导致α相织构强度增强。由此可见,热处理可继承并强化轧制-拉拔织构,而非重构其类型。本研究通过热加工-冷却协同调控策略,为钛合金微观组织和织构优化提供参考和指导。 展开更多
关键词 Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金 轧制-拉拔 冷却速率 微观组织 织构
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基于修正Gibson-Ashby模型的钛合金多孔材料各向异性调控
7
作者 丁超 谢腾龙 +5 位作者 徐圣航 黄明浩 张兆洋 杨鑫 汤慧萍 赵阳 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期193-202,共10页
根据不同方向的承载需求,开展多孔材料力学性能的各向异性调控,可以有效提高材料承载效率,更好地满足轻量化需求。本研究以G7、bccz型TC4钛合金多孔材料为例,提出了考虑孔结构几何参数的杆系多孔材料修正Gibson-Ashby模型,可为多孔材料... 根据不同方向的承载需求,开展多孔材料力学性能的各向异性调控,可以有效提高材料承载效率,更好地满足轻量化需求。本研究以G7、bccz型TC4钛合金多孔材料为例,提出了考虑孔结构几何参数的杆系多孔材料修正Gibson-Ashby模型,可为多孔材料的各向异性精细化调控提供指导;基于该计算模型,通过对传统胞元几何参数调整,获得一系列具有相似构型、不同性能的各向异性多孔材料,并通过正向及侧向压缩试验,研究了胞元几何参数对多孔材料各向抗压强度及破坏模式的影响,验证了修正模型的有效性。研究表明,杆系多孔材料的抗压强度由其胞元内部微杆件的长径比及倾斜角度决定,通过调整杆件倾斜角度可有效进行多孔材料各向力学性能的调控。相同密度下,将斜杆倾斜角度从35°提高至55°,可使G7、bccz型钛合金多孔材料的正向抗压强度大幅提升105%和45%,而侧向抗压强度仅损失16%和13%。 展开更多
关键词 多孔材料 各向异性 Gibson-Ashby模型 破坏模式
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钛合金无缝管制备技术研究现状与进展
8
作者 张贵福 辛社伟 +2 位作者 孙花梅 蔡建华 南榕 《中国材料进展》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
钛合金无缝管因具有优异的综合性能而在航空航天、船舶、石油化工等领域得到重要应用。目前,钛合金管材产量已占据钛产品产量的20%,在我国需求用量也越来越大,在钛及钛合金市场中占据重要的地位。然而,钛合金无缝管的制备对设备要求高... 钛合金无缝管因具有优异的综合性能而在航空航天、船舶、石油化工等领域得到重要应用。目前,钛合金管材产量已占据钛产品产量的20%,在我国需求用量也越来越大,在钛及钛合金市场中占据重要的地位。然而,钛合金无缝管的制备对设备要求高、工艺复杂,不同类型钛合金无缝管的制备具有不同的工艺路线和工艺参数。重点对采用挤压和斜轧穿孔制备不同类型钛合金无缝管坯,以及对管坯进一步轧制、旋压、特种锻造加工制备成品管材的方法和研究进展进行了归纳和评述,以期为制备钛合金无缝管选择合适的方法提供参考。 展开更多
关键词 钛合金 无缝管 挤压 斜轧穿孔 轧制 旋压 特种锻造
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热循环对TC4钛合金窄间隙焊接接头组织和性能的影响
9
作者 孙琪 孙清洁 +2 位作者 黄文华 侯少军 刘一搏 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期685-692,共8页
热循环对钛合金厚板窄间隙焊接接头的组织和性能具有重要影响,本工作采用摆动送丝磁控电弧窄间隙焊接技术完成60 mm厚TC4钛合金焊接接头,借助数值模拟研究了典型热循环下的显微组织演变(α相、β相和晶界α_(GB))、显微硬度变化及拉伸... 热循环对钛合金厚板窄间隙焊接接头的组织和性能具有重要影响,本工作采用摆动送丝磁控电弧窄间隙焊接技术完成60 mm厚TC4钛合金焊接接头,借助数值模拟研究了典型热循环下的显微组织演变(α相、β相和晶界α_(GB))、显微硬度变化及拉伸性能变化。结果表明,高温热循环发生完全的α→β转变,将有利于α相择优生长,形成粗大且方向一致的α群落;相比之下,后续低温热循环发生不完全α→β转变,较低的冷却速率及温度梯度将削弱择优取向,板条α相得以细化。经过整个热循环后,板条α相的厚度由0.91±0.09μm增加至1.02±0.18μm,残余β相比例由0.02%增加至1.89%。得益于细晶强化作用,焊接接头打底层显微硬度最高;打底层拉伸强度最高,盖面层延伸率最高,接头均表现为韧性断裂。 展开更多
关键词 窄间隙焊接技术 TC4钛合金 热循环 显微组织 力学性能
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激光沉积制造TC4梯度组织的晶粒演化模拟和制备
10
作者 何波 王雨轩 杨光 《航空制造技术》 北大核心 2026年第3期24-31,共8页
基于宏观有限元法与微观相场法,构建了用于激光沉积制造TC4钛合金梯度组织的多尺度模拟模型。利用该模型,成功预测了采用不同的空间布局和不同的工艺参数所沉积的梯度组织演化过程。结果表明,在先用大光斑高能量密度沉积,后小光斑-低能... 基于宏观有限元法与微观相场法,构建了用于激光沉积制造TC4钛合金梯度组织的多尺度模拟模型。利用该模型,成功预测了采用不同的空间布局和不同的工艺参数所沉积的梯度组织演化过程。结果表明,在先用大光斑高能量密度沉积,后小光斑-低能量密度沉积的梯度组织中,晶粒总体上由粗大柱状晶过渡到细小柱状晶。梯度组织的形成机制包括粗大柱状晶界面的形成,细小柱状晶的形核以及细小柱状晶继续外延生长与竞争生长。采用平行方向沉积后,在粗大柱状晶顶部生长出细小柱状晶或形成新的细小柱状晶。采用垂直方向沉积后,在粗大柱状晶侧面形核垂直生长出T字形细小柱状晶。最后进行了TC4梯度组织的激光沉积制备,发现该梯度组织的形貌及生长趋势与模拟结果一致。 展开更多
关键词 激光沉积制造 钛合金 相场法 梯度组织 组织模拟
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TC4钛合金压缩变形的热激活行为与组织演变
11
作者 李冰悦 周燎 +5 位作者 潘海林 欧平 王和斌 古美蓉 尹彩流 蒙洁丽 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期266-271,共6页
利用MMS-100型热力模拟试验机对TC4钛合金在温度为750~900℃和应变速率分别为0.1和1 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,根据金属热激活变形理论探讨了该合金压缩变形过程的热激活行为,并分析了压缩变形后合金的组织演变。结果表明,温度下... 利用MMS-100型热力模拟试验机对TC4钛合金在温度为750~900℃和应变速率分别为0.1和1 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,根据金属热激活变形理论探讨了该合金压缩变形过程的热激活行为,并分析了压缩变形后合金的组织演变。结果表明,温度下降或应变速率加快均可使TC4钛合金压缩变形的流变应力增大。各个温度不同应变下的激活体积分析显示,在热变形过程TC4钛合金塑性变形的微观机制由位错克服林位错逐渐转变为位错克服Peierls-Nabarro力以及发生交滑移,温度越高则微观机制为由位错克服林位错所控制的应变范围就越小。TC4钛合金的动态再结晶随着温度升高或应变速率降低而增强,从而促使合金由片层状的原始组织逐渐转变为等轴组织。 展开更多
关键词 TC4钛合金 热变形 激活体积 组织演变
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热处理工艺对Ti-1300G合金组织和力学性能的影响
12
作者 王佳璐 张思远 +3 位作者 辛社伟 李倩 李思兰 毛成亮 《钛工业进展》 2026年第1期1-8,共8页
研究了高强韧Ti-1300G合金经不同工艺热处理后的微观组织与力学性能。结果表明,经过锻造后的Ti-1300G合金原始组织为双态组织,仅含有α相与β相。热处理后合金组织仍由α+β相组成,并含有大量片层与等轴α相。随着固溶温度的升高,合金... 研究了高强韧Ti-1300G合金经不同工艺热处理后的微观组织与力学性能。结果表明,经过锻造后的Ti-1300G合金原始组织为双态组织,仅含有α相与β相。热处理后合金组织仍由α+β相组成,并含有大量片层与等轴α相。随着固溶温度的升高,合金强度变化不大,塑性逐渐降低;随着固溶时间的延长,强度逐渐增大,塑性逐渐减小,α相逐渐倾向于细小片层和等轴状;提高时效温度会导致次生α相粗化,合金强度降低,塑性增大;随着时效时间的延长,合金强度先增大后减小,塑性逐渐增大。经750℃/1 h/FC+490℃/6 h/AC+400℃/4 h/AC热处理后,Ti-1300G合金抗拉强度超过1300 MPa,断后伸长率达到12.2%,冲击吸收能量达到26.40 J,强度、塑性和韧性实现良好匹配。 展开更多
关键词 Ti-1300G合金 热处理工艺 显微组织 力学性能
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Ti-5Cu合金铸锭组织性能及热处理行为研究
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作者 邹金涛 贺永东 +1 位作者 岳旭 徐正东 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第2期225-231,共7页
通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光导热仪、拉伸试验和差示扫描量热(DSC)等手段研究了铸态和热处理态(850℃×2 h+炉冷)Ti-5Cu合金不同区域的组织、热物性参数和力学性能。结果表明,铸锭边缘区域有轻微的Cu... 通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光导热仪、拉伸试验和差示扫描量热(DSC)等手段研究了铸态和热处理态(850℃×2 h+炉冷)Ti-5Cu合金不同区域的组织、热物性参数和力学性能。结果表明,铸锭边缘区域有轻微的Cu元素贫化,表现出成分偏析,力学性能较低,相变温度为810℃;中心区域晶粒粗大,热导率和热膨胀系数较大,相变温度为811℃;过渡区综合性能较好,相变温度为811℃。经850℃×2 h+炉冷的均匀化热处理,合金晶粒粗化,组织分布更均匀,合金硬度显著提高,但其力学性能降低。 展开更多
关键词 Ti-5Cu合金 相变温度 力学性能 热导率 热处理
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退火处理对热等静压态ZTC4钛合金片层特征和性能的影响
14
作者 宋雨晴 汪国栋 +4 位作者 焦海峰 周耀忠 岳春华 史昆 寇宏超 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第2期279-284,共6页
对比研究了920℃×130 MPa×3 h热等静压态和热等静压后800℃×2 h退火态ZTC4(Ti-6Al-4V)合金的显微组织特征和室温拉伸性能。结果表明,热等静压态ZTC4合金组织呈典型的片层组织特征,片层排列紧密,屈服强度为755 MPa,伸长率... 对比研究了920℃×130 MPa×3 h热等静压态和热等静压后800℃×2 h退火态ZTC4(Ti-6Al-4V)合金的显微组织特征和室温拉伸性能。结果表明,热等静压态ZTC4合金组织呈典型的片层组织特征,片层排列紧密,屈服强度为755 MPa,伸长率为7%。热等静压后,经退火处理的ZTC4合金组织中α片层沿界面处的沟槽结构溶解,部分α片层发生碎断,片层间β增厚,屈服强度增至837 MPa,伸长率为4%。ZTC4合金变形过程中,位错运动被相界面阻碍,集中在α片层间,微裂纹主要萌生在α片层界面,并沿着界面扩展,退火后片层碎断使得界面增多,阻碍位错与促进裂纹扩展的效果更显著。 展开更多
关键词 ZTC4钛合金 退火 组织演化 力学性能 断裂机制
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选区激光熔化TB6钛合金α相析出和力学性能研究
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作者 靳文士 刘奋成 +5 位作者 刘丰刚 张传奎 郑海忠 胡晓安 李智勇 张珞 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期164-171,共8页
采用选区激光熔化技术制备了TB6钛合金试样,研究了时效温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,选区激光熔化成形沉积态TB6合金的显微组织主要由柱状β相和等轴α相组成,固溶时效后析出晶内层片状或颗粒状α_(P)相及晶界α_(GB)... 采用选区激光熔化技术制备了TB6钛合金试样,研究了时效温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,选区激光熔化成形沉积态TB6合金的显微组织主要由柱状β相和等轴α相组成,固溶时效后析出晶内层片状或颗粒状α_(P)相及晶界α_(GB)相。随着时效温度的升高,α相尺寸逐渐减小,层片状α相体积分数降低,颗粒状α_(p)含量增加。拉伸性能测试结果显示,随时效温度提高,材料的抗拉强度降低而塑性明显提升。560℃时效试样的抗拉强度由520℃时效的1386.22 MPa降低到1129.00 MPa,而延伸率由520℃时效下的7.1%增至10.5%。研究发现,α相形貌和尺寸的变化影响了合金的强度与塑性,减少层片状α_(L)相的体积分数和增加颗粒状α_(P)相的体积分数有助于实现较好的强塑性匹配,提高时效温度可以降低层片状α_(L)相的体积分数,可改善材料的塑性。 展开更多
关键词 选区激光熔化 TB6钛合金 时效处理 α转变 力学性能
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选区激光熔化钛合金多尺度模拟研究现状及展望
16
作者 翟浩宇 樊江昆 +6 位作者 马尹凡 唐璐瑶 焦点 张智鑫 陈彪 王军 李金山 《铸造技术》 2026年第2期115-127,共13页
钛合金以其卓越的轻质高强特性,成为航空航天关键结构件的理想候选材料,应用前景极为广阔。然而,其固有的高熔点、低导热系数等特性,使得传统制造方法面临高昂成本瓶颈,严重制约了规模化工程应用。选区激光熔化(selective laser melting... 钛合金以其卓越的轻质高强特性,成为航空航天关键结构件的理想候选材料,应用前景极为广阔。然而,其固有的高熔点、低导热系数等特性,使得传统制造方法面临高昂成本瓶颈,严重制约了规模化工程应用。选区激光熔化(selective laser melting,SLM)作为主流的金属增材制造技术,凭借逐层叠加的工艺优势,可实现复杂结构件的精细加工,为解决钛合金加工难题提供了有效途径,有望降低生产成本、提升生产效率。但SLM过程是涉及光能-热能转换及材料物态变化的非平衡物理冶金过程,其微观尺度的复杂物理现象难以直接原位观测,而过度依赖实验试错优化工艺,周期冗长且成本高昂。因此,数值模拟技术已成为揭示SLM工艺内在机理、驱动工艺理性设计的关键手段。本文围绕SLM钛合金成形过程,重点综述了多物理场模拟及方法、缺陷预测及控制、微观组织演化模拟的相关研究进展,分析了不同模拟方法的原理、优势及适用场景。最后,基于对当前相关研究的深入分析,总结了当前SLM钛合金模拟研究领域仍面临的诸多挑战,并进行了展望。 展开更多
关键词 选区激光熔化 多物理场模拟 缺陷预测及控制 微观结构演化 钛合金
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Ti-6Al-4V钛合金箔材电辅助短时应力松弛行为研究
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作者 姜威 汤泽军 +1 位作者 李新杰 艾宇聪 《精密成形工程》 北大核心 2026年第1期36-45,共10页
目的研究Ti-6Al-4V钛合金箔材的电辅助短时应力松弛行为,构建电辅助应力松弛本构方程及蠕变型本构模型。方法搭建电辅助应力松弛试验平台,在预位移0.6 mm的变形条件下对Ti-6Al-4V箔材开展峰值电流为14、18、22 A的短时应力松弛实验,获... 目的研究Ti-6Al-4V钛合金箔材的电辅助短时应力松弛行为,构建电辅助应力松弛本构方程及蠕变型本构模型。方法搭建电辅助应力松弛试验平台,在预位移0.6 mm的变形条件下对Ti-6Al-4V箔材开展峰值电流为14、18、22 A的短时应力松弛实验,获得不同脉冲电流参数下的温度及分布特征,引入有效预应变以考虑热膨胀对箔材的影响,绘制不同初始条件下的应力-时间曲线。利用三次延迟函数对Ti-6Al-4V箔材的电辅助应力松弛曲线进行拟合,基于Arrhenius本构方程建立双曲正弦型的电辅助蠕变本构模型并验证其预测精度。结果根据箔材上的非均匀温度场分布可计算得到实际的有效预应变量。峰值电流越高,松弛结束时的剩余应力越低,应力松弛率越高。所构建的电辅助应力松弛本构方程的预测精度在99.805%以上,电辅助蠕变本构模型的预测精度在90.441%以上。结论Ti-6Al-4V箔材的电辅助应力松弛行为特征(初始应力、松弛结束的剩余应力、应力松弛率、蠕变应变速率等)受预应变和脉冲电流的综合影响,其中脉冲电流占主导地位。考虑有效预应变和峰值电流建立的应力松弛方程及蠕变型本构模型具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 TI-6AL-4V钛合金 电辅助 短时应力松弛 箔材 本构模型
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纳米t-ZrO_(2)增强钛合金表面陶瓷膜层低温力学性能
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作者 钱伟峰 宁炳坤 +4 位作者 谢天祥 李帅康 杨泽慧 张震 陈永楠 《硅酸盐学报》 北大核心 2026年第1期225-234,共10页
通过调控脉冲频率优化等离子体电解氧化(PEO)工艺,制备了不同晶粒直径的复合陶瓷膜层,并研究了原位纳米四方相氧化锆(t-ZrO_(2))对钛合金表面PEO陶瓷膜层低温力学性能的影响机制。纳米压痕和动态热机械分析结果表明,随着t-ZrO_(2)晶粒... 通过调控脉冲频率优化等离子体电解氧化(PEO)工艺,制备了不同晶粒直径的复合陶瓷膜层,并研究了原位纳米四方相氧化锆(t-ZrO_(2))对钛合金表面PEO陶瓷膜层低温力学性能的影响机制。纳米压痕和动态热机械分析结果表明,随着t-ZrO_(2)晶粒直径的减小,其马氏体相变温度(M_(s))降低,当服役温度处于M_(s)附近时膜层的塑性变形能力及低温抗振性能显著增强。通过膜层纳米结构表征结合分子动力学模拟发现小直径的晶粒通过更高的界面能抑制了马氏体相变,从而降低了M_(s);且具有更小晶粒直径的膜层可以通过晶间滑移和晶内塑性变形提高低温下的阻尼性能。本工作为提升钛合金表面膜层在低温下服役可靠性提供了一种可行方法和思路。 展开更多
关键词 陶瓷膜层 氧化锆相变 低温振动 纳米晶
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Mo含量对激光增材制造TC4钛合金组织与性能影响
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作者 陈祖斌 王旭红 +2 位作者 汤华国 潘昆明 朱礼龙 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期124-135,共12页
TC4钛合金因其出色的力学性能和优异的生物相容性,在航空航天及医疗器械领域具有广泛的应用。激光增材制造(LAM)是钛合金成形制造的重要手段,增材制造TC4钛合金内部存在大量的柱状晶和针状的马氏体,会导致材料性能存在各向异性、塑性降... TC4钛合金因其出色的力学性能和优异的生物相容性,在航空航天及医疗器械领域具有广泛的应用。激光增材制造(LAM)是钛合金成形制造的重要手段,增材制造TC4钛合金内部存在大量的柱状晶和针状的马氏体,会导致材料性能存在各向异性、塑性降低。本研究采用添加钼(Mo)对增材制造TC4钛合金进行组织性能调控,旨在探究Mo含量对激光增材制造TC4钛合金的组织结构和性能的影响。结果表明:适量的Mo含量能有效细化晶粒,随Mo元素的添加,合金基体中逐渐析出TiAl_(3)相,其含量随Mo含量的增加而增多,当Mo含量达到8wt%,合金中分布着细小弥散的片层状组织,β相的含量急剧增加,晶粒细化程度和位错密度均达到最大值。随Mo含量从0增加到10wt%,合金的抗拉强度、硬度呈先增大后减小趋势,伸长率先减小后增大,杨氏模量逐渐降低,而耐腐蚀性能呈先上升后下降趋势。当Mo含量为8wt%,合金获得最佳的强度与塑性匹配,抗拉强度、伸长率和杨氏模量值分别为1065.6 MPa、11.5%和55.4 GPa,合金耐腐蚀性能有所提升。综合考虑,TC4-8Mo试样有着优良的力学性能和良好的耐腐蚀性能,具有做人体医学植入物材料的潜力。 展开更多
关键词 钛合金 激光增材制造 微观组织 Mo含量
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气相充氢温度对TA15合金氢损伤行为的影响
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作者 吴超梅 王天泰 +1 位作者 刘家兴 赵明久 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期779-787,共9页
以TA15合金为对象,开展了气相充氢温度对其氢损伤行为的影响研究。结果显示:800~900 K、10 MPa、1 h充氢条件下,随充氢温度升高,合金强度先增加而后降低,但延伸率则持续降低;当充氢温度为800 K时,合金抗拉强度比未充氢时增加9%,而延伸... 以TA15合金为对象,开展了气相充氢温度对其氢损伤行为的影响研究。结果显示:800~900 K、10 MPa、1 h充氢条件下,随充氢温度升高,合金强度先增加而后降低,但延伸率则持续降低;当充氢温度为800 K时,合金抗拉强度比未充氢时增加9%,而延伸率下降12%,而当充氢温度为900 K时,合金抗拉强度下降85%,并呈完全脆性断裂(塑性损减达到100%)。微观分析表明,随充氢温度由800 K提高到900 K,合金中的氢化物由主要沿α/β相界析出转变为在α和β相内析出,且其尺寸和数量明显增加,导致合金的氢致开裂由沿α/β相界开裂转变为沿α和β相内氢化物或氢化物/基体界面开裂。 展开更多
关键词 钛合金 氢损伤 氢化物 析出机制
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