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电参数调控TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究
1
作者 王晟 张亚利 +4 位作者 刘昊明 刘昱畅 王浩旭 马颖 李元东 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期184-192,共9页
采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影... 采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影响机制并建立回归方程,以此来实现通过电参数对微弧氧化膜层耐蚀性的调控。结果表明:占空比对膜层电化学耐蚀性影响的显著性最高,其次是脉冲频率和电压,处理时间对其影响较小。占空比和脉冲频率通过改变燃弧放电时间和熄弧冷却时间来影响膜层结构和性能,增加电压、占空比、处理时间或降低脉冲频率可使电源输出功率增加,导致膜层厚度增加、微孔孔径增大、致密度降低,膜层中Al2TiO5的生成效率更高,电化学耐蚀性能随之降低。通过相关系数法检验可知:所建立回归方程的因变量与自变量之间具有高度相关性,可以为钛合金微弧氧化膜的性能调控提供理论支持和预测方法。 展开更多
关键词 tc4钛合金 微弧氧化 电参数 耐蚀性 回归分析
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TC4合金腔型结构件电流辅助超塑成形
2
作者 张晓宇 朱丽 +5 位作者 徐勋虎 王珏 张晓巍 王月林 刘永康 王国峰 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期42-52,共11页
针对TC4合金传统超塑成形存在成形时间长、圆角位置减薄严重的问题,通过电流辅助加热技术能够有效提高成形效率并改善壁厚分布。采用高温拉伸试验及电流加热试验确定电流辅助超塑成形的工艺参数,并根据工艺参数进行试验验证。系统性研... 针对TC4合金传统超塑成形存在成形时间长、圆角位置减薄严重的问题,通过电流辅助加热技术能够有效提高成形效率并改善壁厚分布。采用高温拉伸试验及电流加热试验确定电流辅助超塑成形的工艺参数,并根据工艺参数进行试验验证。系统性研究了复杂腔型结构件的成形工艺,并对其成形精度、壁厚分布、力学性能及微观组织进行分析。结果表明,当电流密度为4.61 A·mm^(-2)时,TC4板材最终平衡温度为900℃,整体升温时间均小于1 min。TC4合金腔型结构件超塑成形后的外观规整,胀形高度一致,所有线区域的厚度均呈现先减小后增大的趋势,圆角处壁厚减薄率约为43.75%。电流非热效应通过降低α→β相变势垒,显著促进β相润滑作用;但高温环境使晶粒粗化(5.29~5.79μm),导致力学性能下降,成形件整体抗拉强度≤988 MPa。 展开更多
关键词 tc4 电流辅助 塑性成形 腔型结构件
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选区激光熔化成形石墨烯/TC11复合材料的组织与性能
3
作者 区炳显 卢立新 +5 位作者 陈辉 蔡彬 孟祥伟 闫俊霞 张建 陈昱林 《材料工程》 北大核心 2026年第1期127-138,共12页
选区激光熔化(selective laser melting,SLM)作为一种增材制造技术可自由成形高复杂度金属零件。采用SLM制备了不同石墨烯纳米片(GNPs)含量的GNPs/TC11复合材料,探究了石墨烯含量对SLM成形TC11钛合金微观形貌和物理性能的影响。显微组... 选区激光熔化(selective laser melting,SLM)作为一种增材制造技术可自由成形高复杂度金属零件。采用SLM制备了不同石墨烯纳米片(GNPs)含量的GNPs/TC11复合材料,探究了石墨烯含量对SLM成形TC11钛合金微观形貌和物理性能的影响。显微组织表征结果表明,石墨烯作为碳元素固溶到TC11基体,引发固溶强化效果,促进α相组织细化,并造成不同程度的元素偏聚,引发位错钉扎效应,阻碍形变位错滑移。物理性能测试结果表明,加入石墨烯后,GNPs/TC11复合材料显微硬度与强度提升显著,而TC11磨痕形状由“U”形转变为“W”形,磨痕尺寸与摩擦因数有所降低。当载荷为50 N时,表面粗糙度下降达43%,而当载荷上升至100 N,表面粗糙度降低幅度达14%。此外,其磨损机理在50 N载荷时由黏着磨损向磨粒磨损转变,期间鳞剥层现象减少,这表明向TC11中添加GNPs可一定程度提升TC11钛合金力学性能与耐磨性能。 展开更多
关键词 选区激光熔化 石墨烯 GNPs/tc11复合材料 微观形貌 物理性能
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TC18钛合金表面沉积CrAlSiN涂层的耐磨耐蚀性能研究
4
作者 陶伟琪 李睿 +7 位作者 鲁路 翟力 周志明 汪学静 张月霞 谢峰 吴亚渝 韩世伟 《广州化工》 2026年第1期87-90,共4页
通过对TC18钛合金进行等离子渗氮和物理气相沉积CrAlSiN涂层,对比研究了TC18钛合金基体、渗氮层和涂层表面的耐磨耐蚀性能。经等离子氮化处理后,TC18合金表面的显微硬度提高了1倍,CrAlSiN涂层的显微硬度提高了7.7倍,达到2818 HV_(0.05);... 通过对TC18钛合金进行等离子渗氮和物理气相沉积CrAlSiN涂层,对比研究了TC18钛合金基体、渗氮层和涂层表面的耐磨耐蚀性能。经等离子氮化处理后,TC18合金表面的显微硬度提高了1倍,CrAlSiN涂层的显微硬度提高了7.7倍,达到2818 HV_(0.05);CrAlSiN涂层的磨损机理主要为粘着磨损,涂层的磨损率为5.42×10^(-7)m^(3)/(N·m),比基体的磨损率降低了2个数量级,耐磨性能大幅提高。等离子氮化和沉积CrAlSiN涂层复合处理的自腐蚀电位比TC18基体明显正移,表面无明显腐蚀坑。表面多弧离子镀沉积CrAlSiN涂层有效提高了TC18钛合金的耐磨性和耐蚀性。 展开更多
关键词 tc18钛合金 多弧离子镀 等离子氮化 CrAlSiN涂层 耐磨性 耐蚀性
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退火温度对TA1/TC4波纹轧复合板力学性能及微观组织的影响 被引量：1
5
作者 张鹏 宁少波 +4 位作者 王涛 任忠凯 赵浩 刘文文 郭继保 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第2期194-202,共9页
对波纹轧制工艺制备得到的TA1/TC4复合板进行轧后退火研究,通过拉伸、拉剪测试以及界面微观组织表征,研究了退火温度对波纹热轧TA1/TC4复合板变形失效行为的作用机制。结果表明,低温退火(350~450℃)时,复合板基材的静态回复程度较低,复... 对波纹轧制工艺制备得到的TA1/TC4复合板进行轧后退火研究,通过拉伸、拉剪测试以及界面微观组织表征,研究了退火温度对波纹热轧TA1/TC4复合板变形失效行为的作用机制。结果表明,低温退火(350~450℃)时,复合板基材的静态回复程度较低,复合板内部的加工硬化现象仍较明显,导致复合板韧塑性能力提升不明显,随着退火温度的升高,复合板塑性改善明显。当退火温度高于500℃时,复合板的拉伸和剪切性能下降明显,对复合板的综合力学性能存在不利影响。力学性能测试结果表明,在500℃,1 h的退火条件下,复合板的综合力学性能最佳,此时屈服强度为802.3 MPa,剪切强度为366.54 MPa,伸长率接近10.5%。 展开更多
关键词 波纹轧制 TA1/tc4复合板 退火温度 力学性能 界面微观组织
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TC4钛合金轴向超声振动辅助电火花铣削加工试验研究 被引量：1
6
作者 王岩 王雯瑀 +2 位作者 董颖怀 樊凌峰 刘启航 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第3期25-32,共8页
超声振动有助于改善电火花加工的表面形貌,但超声振动的加入也使得其材料去除机理更加复杂,难以形成标准化的工艺过程。为全面了解轴向超声振动辅助电火花加工的工艺特点,对TC4工件分别进行电火花铣削加工和轴向超声振动辅助电火花铣削... 超声振动有助于改善电火花加工的表面形貌,但超声振动的加入也使得其材料去除机理更加复杂,难以形成标准化的工艺过程。为全面了解轴向超声振动辅助电火花加工的工艺特点,对TC4工件分别进行电火花铣削加工和轴向超声振动辅助电火花铣削加工。选取不同的峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隙和超声振幅进行单因素试验,并分析其表面粗糙度Ra。结果表明将轴向超声振动引入电火花铣削加工能够使表面粗糙度下降5.5%~18.9%,轴向超声振动的加入改变了极间能量分配关系,并减少了用于材料去除的能量。该研究为轴向超声振动辅助电火花铣削工艺的理论分析提供了数据支持,并为工艺参数选择提供了重要参考。 展开更多
关键词 超声振动 电火花加工 铣削工艺 表面形貌 tc4
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400℃高周疲劳下TC17超声冲击强化表面状态演化规律研究 被引量：1
7
作者 谭靓 樊怡 姚倡锋 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期790-801,共12页
以TC17钛合金为研究对象,通过超声冲击强化工艺试验、表面状态测试分析和400℃高周疲劳试验,分析了超声冲击强化表面粗糙度、表面几何形貌、表层残余应力、表层显微硬度和表层微观组织等表面状态特征在400℃拉/拉高周疲劳试验过程中的... 以TC17钛合金为研究对象,通过超声冲击强化工艺试验、表面状态测试分析和400℃高周疲劳试验,分析了超声冲击强化表面粗糙度、表面几何形貌、表层残余应力、表层显微硬度和表层微观组织等表面状态特征在400℃拉/拉高周疲劳试验过程中的演化规律。结果表明,与超声冲击强化试样初始表面状态相比,试样在400℃下保温1 h后,表面粗糙度Ra从0.46μm增大到0.67μm,表面显微硬度从630 HV0.025降低至450 HV0.025,表面残余压应力从-640 MPa减小到-525 MPa,残余压应力峰值从-1088 MPa减小到-776 MPa,塑性变形层深度由20μm减小到13μm;400℃下试样疲劳断裂后,表面粗糙度为1.22μm,残余压应力影响层深度为70μm,塑性变形层深度为9μm,表层等轴状α相转变为长条状,平均晶粒面积由11.8μm 2增大至34μm 2。 展开更多
关键词 tc17钛合金 超声冲击强化 表面状态 高周疲劳 演化规律
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低温冷风微量润滑技术对TC6钛合金加工特性的应用研究 被引量：2
8
作者 张钊源 张维琨 +3 位作者 张耀武 张雪妮 李醒凯 鞠录岩 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期17-24,共8页
目的探究机加工中低温冷风微量润滑技术对切削温度、材料塑性变形以及已加工表面质量的影响。方法针对TC6钛合金进行低温冷风微量润滑切削加工应用试验,对比常温干切削和–27℃低温冷风微量润滑切削以及改变加工参数对TC6材料已加工表... 目的探究机加工中低温冷风微量润滑技术对切削温度、材料塑性变形以及已加工表面质量的影响。方法针对TC6钛合金进行低温冷风微量润滑切削加工应用试验,对比常温干切削和–27℃低温冷风微量润滑切削以及改变加工参数对TC6材料已加工表面缺陷、微观形貌及粗糙度的影响规律,分析低温冷风微量润滑加工应用特点。结果相较于常温干切削,低温冷风微量润滑切削可以明显降低TC6材料在加工中因热量累积而导致的塑性变形,抑制了切削变形区材料与刀具因内摩擦加剧而导致的咬焊现象,减少了已加工表面黏屑、划痕、凹坑、撕裂、侧流等缺陷,有效提高了加工表面质量,与常温干切削加工相比,低温微量润滑切削的表面粗糙度值降低了19%;在加工参数为变量的切削中,提高进给量使已加工表面粗糙度值增加了49%,进给量对已加工表面质量的影响最大;提高背吃刀量使已加工表面粗糙度值增加了43%,背吃刀量对表面质量的影响次之;切削速度对表面质量的影响最小,但背吃刀量和切削速度的增加易使工艺系统产生振动,造成不稳定切削现象。结论将低温冷风微量润滑技术应用在TC6材料的加工上对提高加工质量、满足低碳工业的需求具有一定的帮助。 展开更多
关键词 tc6钛合金 低温冷风微量润滑 加工表面质量 粗糙度 车削参数
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TC4钛合金钎焊界面组织及力学性能研究 被引量：1
9
作者 张丽霞 丁彦华 +6 位作者 朱鑫鑫 张博彧 孙湛 常青 张博 钟素娟 龙伟民 《现代交通与冶金材料》 2025年第2期91-97,共7页
为了保证钛合金板翅式换热器中接头的高温强度要求,本文设计并制备了Ti_(23.75)Zr_(23.75)Ni_(23.75)Cu_(23.75)Sn_(5)高熵非晶钎料,并利用所制备钎料对TC4钛合金进行真空钎焊,对不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能进行了研究。结... 为了保证钛合金板翅式换热器中接头的高温强度要求,本文设计并制备了Ti_(23.75)Zr_(23.75)Ni_(23.75)Cu_(23.75)Sn_(5)高熵非晶钎料,并利用所制备钎料对TC4钛合金进行真空钎焊,对不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,930℃/10 min的工艺条件下接头的组织主要由(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)和少量的Zr_(5)Sn_(3)金属间化合物、α-Ti+(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)共析组织及针状α-Ti组成;随着钎焊温度的升高,元素扩散更加充分,焊缝内部的脆性化合物相逐渐消失,形成以针状α-Ti为主的焊缝组织。随着保温时间延长,接头组织内部的针状α-Ti逐渐生长,保温时间过长会造成α-Ti组织粗大,对接头强度有害,970℃/30 min工艺条件下,最高室温抗剪强度与450℃高温抗剪强度分别为494 MPa与408 MPa;(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)脆性相是接头的薄弱环节,接头断裂形式为脆性断裂。 展开更多
关键词 tc4钛合金 高熵非晶钎料 显微组织 力学性能
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适用于高温精冲的TC4钛合金本构模型及损伤模型 被引量：1
10
作者 刘艳雄 龚宇澄 +1 位作者 纪开盛 张涵 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期136-143,共8页
在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工... 在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工艺的损伤模型。研究结果表明:当应变速率增加时, TC4钛合金的塑性变形性能降低,抗拉性能和屈服性能得以提升;与实验结果相比,构建的本构模型和损伤模型误差均小于5%,可以用于预测高温下TC4精密冲裁的变形行为。 展开更多
关键词 tc4钛合金 精密冲裁 高温拉伸 本构模型 损伤模型
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TC11钛合金表面TiN颗粒强化层组织与性能分析 被引量：1
11
作者 梁忠伟 林子顺 +3 位作者 唐荟 李天羿 张宇鹏 BALIGASIMA Patrick 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期41-49,共9页
提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和... 提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和微观组织特征进行研究,并评估其耐磨损性能。结果表明,处理后的TC11钛合金样品表面粗糙度显著降低,表面硬度和耐磨损性能显著提升。与未处理和仅作普通研磨处理的样品相比,TiN颗粒增强的样品表面粗糙度分别降低了43.29%和23.14%,表面硬度分别提高了9.48%和1.8%,磨痕宽度分别降低了36.18%和33.18%。本文为改善TC11及其他钛合金材料的耐磨损性能提供了一种新的解决方法,对提高航空发动机关键零部件的服役性能具有参考意义。 展开更多
关键词 tc11钛合金 表面机械研磨处理 TiN颗粒 强化层 微观组织与性能
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预测TC4钛合金高温流动行为的两种本构模型对比研究
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作者 贾海深 古妮娜 +2 位作者 罗文翠 张继林 易湘斌 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期104-111,共8页
为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R... 为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE,对两种本构模型的可预测性进行了对比分析。结果表明:修正的J-C本构模型较准确地预测了TC4钛合金在上述变形条件下的流动行为,该模型的相关系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE分别为0.9997、1.4536%和0.0457。研究结果为初期设计预测钛合金TC4高温流动行为的数值模型提供了一定参考依据,对其热成形工艺过程的数值模拟和参数优化方面具有重要意义。 展开更多
关键词 tc4钛合金 高温流动行为 本构模型
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TC21钛合金线性摩擦焊接头高韧性化机理研究
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作者 赵鹏康 洪振宇 +5 位作者 张敏 肖旭东 袁启龙 陶军 ANTUNES Elsa 麻宁绪 《机械工程学报》 北大核心 2025年第12期127-140,共14页
线性摩擦焊(Linear friction welding, LFW)是实现钛合金高质量连接的有效方法。然而,接头焊缝区等轴晶及晶内球状弥散颗粒在提高接头强塑性的同时显著降低了接头韧性,TC21焊态接头韧性(16.7±0.5 J/cm^(2))仅为母材韧性(62±1 ... 线性摩擦焊(Linear friction welding, LFW)是实现钛合金高质量连接的有效方法。然而,接头焊缝区等轴晶及晶内球状弥散颗粒在提高接头强塑性的同时显著降低了接头韧性,TC21焊态接头韧性(16.7±0.5 J/cm^(2))仅为母材韧性(62±1 J/cm^(2))的27%。前期研究表明,片层交错网篮组织有助于提高接头韧性。因此,本研究通过系统探讨不同退火热处理条件下接头焊缝区微观组织演变,旨在获得交错网篮组织结构。试验结果表明,在四种退火条件中,双重低温退火能够有效调控接头组织,使接头韧性从母材的27%大幅提升至81%。拉伸试验后,试样断裂于接头附近母材区域,硬度分布由马鞍状转变为均匀稳定态。接头焊缝区等轴晶粒和原始晶界发生弱化,弥散晶粒转变为片层交错网篮组织,α相比例从35%升高至82%,小角度晶界比例从64.2%下降至38.8%,动态再结晶比例从20.2%增加至43.5%,史密斯因子在0.4~0.5区间比例从64.6%下降至34.3%。以上结果均表明接头由解理断裂模式转变为韧性断裂模式,从本质上揭示了接头高韧性化内在机制,为钛合金高强韧性连接技术的优化提供了理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 tc21钛合金 线性摩擦焊 双重低温退火 组织与织构 高韧性机制
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TC11合金显微组织特征参数与拉伸性能的定量关系
14
作者 王伟 侯妍 +3 位作者 辛社伟 罗炽铖 刘显昊 王成 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2327-2338,共12页
针对TC11钛合金显微组织特征参数与室温拉伸性能之间的定量关系尚未明确的问题,本文采用固溶时效热处理工艺调控锻态TC11钛合金的显微组织,结合ImageJ图像分析软件定量表征等轴α相含量、晶粒尺寸及片层α相厚度和长宽比,并采用多元非... 针对TC11钛合金显微组织特征参数与室温拉伸性能之间的定量关系尚未明确的问题,本文采用固溶时效热处理工艺调控锻态TC11钛合金的显微组织,结合ImageJ图像分析软件定量表征等轴α相含量、晶粒尺寸及片层α相厚度和长宽比,并采用多元非线性回归方法建立TC11显微组织特征参数与室温拉伸性能的定量关系模型。结果表明:同一时效温度下,固溶温度每升高10℃,等轴α相含量降低约14.8%,而等轴α相晶粒尺寸维持在4~6μm区间;同一固溶温度下,时效温度每升高10℃,片层α相长宽比平均能增加13.31。等轴α相含量和片层α相厚度是影响强度的关键因素,等轴α相含量增加或片层α相厚度减小均提高强度;而等轴α相晶粒尺寸与片层α相长宽比对塑性影响较深,增大等轴α晶粒尺寸或降低片层α相长宽比改善塑性。基于多元非线性回归建立的二次多项式呈现显著相关性(R^(2)>0.96),能准确表达TC11组织特征参数与拉伸性能的关系,对钛合金显微组织调控与力学性能优化具有重要意义。 展开更多
关键词 tc11钛合金 显微组织 拉伸性能 定量关系 多元非线性回归
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Pu和Tc在北山新场花岗岩及其裂隙填充物中的扩散行为
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作者 周舵 王波 +3 位作者 陈曦 商澄铭 陈平 周明芳 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第6期635-642,I0002,共9页
为评估我国高放废物深地质处置库预选区场址的长期安全性,针对我国北山预选区新场花岗岩及其裂隙填充物,系统开展了关键放射性核素^(238)Pu和^(99)Tc的扩散行为实验。通过恒定源贯穿扩散法测定了低氧条件下核素在北山新场花岗岩完整样... 为评估我国高放废物深地质处置库预选区场址的长期安全性,针对我国北山预选区新场花岗岩及其裂隙填充物,系统开展了关键放射性核素^(238)Pu和^(99)Tc的扩散行为实验。通过恒定源贯穿扩散法测定了低氧条件下核素在北山新场花岗岩完整样片及北山新场花岗岩裂隙填充物中的有效扩散系数(De),结果显示:对于北山新场花岗岩完整样片和北山新场花岗岩裂隙填充物,有效扩散系数的大小顺序均为:De(HTO)>De(Tc)>De(Pu);由于北山新场花岗岩完整样片的致密度远大于其裂隙填充物的致密度,导致HTO、^(238)Pu和^(99)Tc在北山新场花岗岩完整样片中的有效扩散系数远小于其在裂隙填充物中的有效扩散系数。本研究证实,相对HTO而言,北山新场花岗岩及其裂隙物均对^(238)Pu和^(99)Tc的迁移具有一定程度上的阻滞效果,但对Pu效果更显著,可能是Pu与这两种介质存在更复杂的吸附反应。值得注意的是,花岗岩完整岩片对某些核素可能不能简单当作均匀介质对待,其中可能存在优势通道,不利于核素的阻滞。 展开更多
关键词 ^(238)Pu ^(99)tc 北山新场花岗岩 裂隙填充物 扩散
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TC4钛合金摆动激光填丝焊接工艺对焊缝成形的影响及机理分析
16
作者 孙清洁 郭佳威 +4 位作者 许威 李军兆 张清华 曾宪山 刘一搏 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期16-23,共8页
为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影... 为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影响焊缝横截面特征参量.根据高速摄像采集图像发现,常规激光条件下,熔滴倾向于大滴过渡,当激光摆动幅度为1 mm时,在摆动频率为80 Hz或160 Hz条件下熔滴以稳定的液桥过渡;当摆动幅度为2 mm时,熔滴以固-液混合颗粒过渡.分析认为,常规激光对焊丝的持续作用增大了熔滴的大滴过渡倾向,造成熔池剧烈波动,焊缝成形不均匀;摆动激光可搅动熔池,促进熔池与焊丝接触形成液桥,焊缝成形良好,但当摆动幅度过大时,激光无法快速熔化焊丝,焊丝从中部折断形成的固-液混合颗粒过渡至熔池后难以充分熔化铺展,造成焊缝锯齿形边缘. 展开更多
关键词 tc4钛合金 摆动激光填丝焊 焊缝成形 熔滴过渡行为 高速摄像
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应变分布对TC21钛合金组织性能的影响
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作者 王晓巍 董宇 +5 位作者 段翔来 李东宽 蔡森 王德勇 敖坤 车安达 《锻压技术》 北大核心 2025年第2期24-31,共8页
为了研究锻造应变分布对TC21钛合金组织性能的影响,采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了整体成形和分步成形过程中应变场和温度场的分布和演化规律,并通过工艺实验进行了验证。结果表明:整体成形过程中,锻件心部温升明显,且心部应变远大... 为了研究锻造应变分布对TC21钛合金组织性能的影响,采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了整体成形和分步成形过程中应变场和温度场的分布和演化规律,并通过工艺实验进行了验证。结果表明:整体成形过程中,锻件心部温升明显,且心部应变远大于边部应变;分步成形过程中,应变分布更加均匀,但锻造时间较长,锻件温度下降明显。整体成形后,拉伸性能极差较大,且由于锻件心部温升和表面变形量较低,导致锻件心部和表面存在晶界α相,进而导致塑性较低;经分步成形后,锻件的整体性能更加均匀,塑性提高。研究结果表明,分步成形方式更有利于TC21钛合金组织性能的均匀性。 展开更多
关键词 tc21钛合金 准β锻造 整体成形 分步成形 显微组织 力学性能
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锥度球头刀四轴铣削TC4残余应力梯度分布反解
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作者 周金华 齐琪 +1 位作者 任军学 詹梅 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期770-779,共10页
商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成,该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄... 商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成,该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄板加工变形测试的铣削残余应力梯度分布逆向辨识方法。采用双曲正切模型对铣削残余应力梯度分布进行参数化表征,将残余应力梯度分布的求解转换为对两个待定系数k和ω的反解,通过测试钛合金试块加工表面的残余应力计算确定模型系数k,通过测试钛合金薄板铣削弯曲变形挠度反解出模型系数ω,以此确定残余应力梯度分布曲线。开展了4组钛合金TC4试块铣削验证实验,测试结果表明,铣削残余应力梯度分布的平均预测准确率高达99.35%。与传统X射线测试法相比,所提出的方法避免了采用电解腐蚀剥层来测试亚表层残余应力,同时也充分考虑了铣削加工残余应力在已加工表面的分布不均匀性问题,即铣削加工残余应力离散度问题。 展开更多
关键词 锥度球头刀 钛合金tc4 四轴铣削 残余应力 逆向辨识 离散度
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激光抛光TC4钛合金高粗糙度表面及表面耐磨损行为
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作者 戴峰泽 安春桥 +2 位作者 霍坤 何娟 陈希章 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期291-298,共8页
针对离心泵薄壁钛合金叶轮叶片表面粗糙度控制困难以及在使用过程中砂石对叶片表面的磨损问题,分别在氩气和空气氛围下采用纳秒脉冲激光器对铣削后具有高粗糙度的TC4钛合金表面进行抛光,发现在氩气氛围下能获得更好的抛光效果,能使工件... 针对离心泵薄壁钛合金叶轮叶片表面粗糙度控制困难以及在使用过程中砂石对叶片表面的磨损问题,分别在氩气和空气氛围下采用纳秒脉冲激光器对铣削后具有高粗糙度的TC4钛合金表面进行抛光,发现在氩气氛围下能获得更好的抛光效果,能使工件表面算术平均高度下降56.12%、表面硬度提高21.94%;而在空气环境下,工件表面获得了高硬度的氮化钛,表面算术平均高度下降了51.89%,硬度比原始表面提高了176.79%.摩擦磨损试验结果表明:原始的工件表面和氩气氛围下抛光的工件表面均以磨粒磨损为主,其中在氩气氛围下抛光的工件由于抛光过程中获得了硬度较高的α′-Ti马氏体,因此表面的磨痕宽度更窄;而在空气氛围下则由于重熔层获得了高硬度氮化钛使得工件表面平均动摩擦系数从0.46降至0.16,显著提高了工件表面的耐磨性,磨痕宽度大幅降低,在与GCr15陶瓷球对磨过程中工件表面则主要表现为黏着磨损. 展开更多
关键词 tc4钛合金 激光抛光 激光氮化 硬度 摩擦磨损
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高斯脉冲激光灼烧TC4钛合金时变温度场特性
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作者 李隆 贺政隆 +5 位作者 李昕阳 宁江浩 纪玉潇 杨恒鑫 石镨 张春玲 《应用光学》 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
TC4钛合金具有优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天领域起到越来越重要的作用。以有限元分析方法为基础,利用热传导方程对TC4钛合金圆盘温度场进行了数值计算。分析了脉冲激光加工金属材料的工... TC4钛合金具有优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天领域起到越来越重要的作用。以有限元分析方法为基础,利用热传导方程对TC4钛合金圆盘温度场进行了数值计算。分析了脉冲激光加工金属材料的工作特点,建立了符合实际加工特点的热模型,数值分析了TC4钛合金温度场随激光功率、光斑半径及激光脉宽的影响规律。研究结果表明:若使用中心激光波长为1 064 nm,激光功率为2 kW,光斑半径为2 mm,激光脉宽为8 ms,脉冲重复频率为1 kHz,尺寸直径为Φ5.0 cm,厚度为5 mm的TC4钛合金,其在50 ms间具有的峰值温升为1 209.80 K;在相同条件下,当光斑半径分别为1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、5 mm时,钛合金端面的最高热形变量为30.033μm。研究结果将为激光加工钛合金时准确设置激光加工参数提供理论依据。 展开更多
关键词 激光技术 tc4钛合金 脉冲激光 温度场
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