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新型高強(qiáng)亞穩(wěn)β鈦合金板材及其加工工藝

2050   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:陳立佳、張浩宇  
2021-12-30 16:22:13
成果簡(jiǎn)介:
開(kāi)發(fā)了一種新型高強(qiáng)亞穩(wěn)β鈦合金,通過(guò)Fe、Cr等廉價(jià)β穩(wěn)定元素的添加,實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分昂貴β穩(wěn)定元素的替代,在保證合金Mo當(dāng)量及β穩(wěn)定系數(shù)與常用商業(yè)牌號(hào)TB系列亞穩(wěn)β鈦合金相當(dāng)?shù)耐瑫r(shí),大幅度降低了合金在原料方面成本。

優(yōu)化了合金的熱軋工藝,在特定的開(kāi)軋溫度、道次壓下量、軋制速度、終軋溫度等熱軋工藝窗口下,并輔以適當(dāng)?shù)能埡罄鋮s路徑,實(shí)現(xiàn)了對(duì)β晶粒尺寸及β相穩(wěn)定性的調(diào)控,制備出得合金板材,如圖1所示,其β晶粒尺寸適當(dāng),且其β相穩(wěn)定性特別適宜后續(xù)熱處理過(guò)程中的第二相析出,合金組織如圖2所示。


圖1 合金熱軋板材實(shí)物圖

圖2 熱軋態(tài)合金EBSD圖像

優(yōu)化了合金熱處理工藝,通過(guò)時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間以及熱處理后冷卻路徑的調(diào)整,可對(duì)晶內(nèi)析出相的尺寸和間距實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)整,晶內(nèi)析出相的尺寸最小可達(dá)50nm以下同時(shí)間距可達(dá)100nm以下,從而使合金的強(qiáng)度提高至1500MPa以上;通過(guò)熱處理工藝參數(shù)對(duì)析出相在晶內(nèi)和晶界處的分布、形貌和尺寸進(jìn)行協(xié)同控制后,合金在保證抗拉強(qiáng)度達(dá)到1100MPa的同時(shí)斷后伸長(zhǎng)率仍達(dá)12%,強(qiáng)塑積達(dá)13GPa?%。此外,經(jīng)過(guò)熱處理的合金在模擬海水環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕敏感值均高于0.8,表明該合金具有良好的抗應(yīng)力腐蝕性能。

 

a 晶內(nèi)析出相TEM圖像            b 晶界析出相TEM圖像

圖3 熱處理后合金的TEM圖像

本技術(shù)在降低亞穩(wěn)β鈦合金成本的同時(shí)保障合金具有良好的強(qiáng)塑性匹配,且具有良好的抗應(yīng)力腐蝕性能,在兼顧輕量化、材料性能和生產(chǎn)成本的航空航天、兵器和海洋工程領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介:
陳立佳:教授,博導(dǎo),沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)研究生院院長(zhǎng)。遼寧省百千萬(wàn)人次工程百層次人選。主要從事輕質(zhì)金屬材料的成形工藝及其組織、結(jié)構(gòu)與性能(包括拉伸、疲勞、超塑性)以及工程結(jié)構(gòu)材料的疲勞與斷裂行為方面的研究工作。近年來(lái)承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)鋼鐵聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、遼寧省科技攻關(guān)計(jì)劃1項(xiàng)、遼寧省自然科學(xué)基金1項(xiàng)、遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)項(xiàng)資金計(jì)劃1項(xiàng)、遼寧省高等學(xué)校優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、遼寧省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目1項(xiàng)以及上海寶鋼、上海泛亞汽車(chē)技術(shù)中心有限公司和沈陽(yáng)東基集團(tuán)等企業(yè)委托課題9項(xiàng)。已在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文190余篇,其中SCI、EI收錄論文120余篇;獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng),獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)4項(xiàng)。


張浩宇:副教授,碩導(dǎo),沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料工程專(zhuān)業(yè)主任。遼寧省“百千萬(wàn)人才工程”萬(wàn)層次人選。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(合作單位)1項(xiàng)、遼寧省“揭榜掛帥”科技攻關(guān)項(xiàng)目1項(xiàng)、遼寧省教育廳科研項(xiàng)目2項(xiàng)、國(guó)家級(jí)/省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題2項(xiàng)、企事業(yè)單位委托項(xiàng)目4項(xiàng)。參加國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目、遼寧省自然科學(xué)基金、沈陽(yáng)市重大科技成果轉(zhuǎn)化等項(xiàng)目7項(xiàng)。獲遼寧省教材建設(shè)獎(jiǎng)1項(xiàng)、沈陽(yáng)市科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)。發(fā)表論文30余篇,其中作為第一作者或通訊作者16篇。作為第一發(fā)明人獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。

聲明:
“新型高強(qiáng)亞穩(wěn)β鈦合金板材及其加工工藝” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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