钛工业新技术的发展.ppt

1、桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展钛合金研究所钛合金研究所 TRCNIN骗馈榨擦累轿们九鞍纸杆凳林笋晴梳留潍垫扼吸档均低瘁铱宣氮做泼敬无钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 被称为崛起的被称为崛起的“第三金属第三金属”的钛因性能优良，在航空航天、的钛因性能优良，在航空航天、化工冶金、能源电力、船舶汽车制造、建筑、文体用品中具有化工冶金、能源电力、船舶汽车制造、建筑、文体用品中具有广阔

2、的应用前景。然而钛的提取、熔炼、加工和设备制造的工广阔的应用前景。然而钛的提取、熔炼、加工和设备制造的工艺复杂，能耗高，成本高；因而钛材价格是普通钢的十几倍至艺复杂，能耗高，成本高；因而钛材价格是普通钢的十几倍至二十几倍，是不锈钢的二十几倍，是不锈钢的58倍，严重地阻碍了钛的应用和发展。倍，严重地阻碍了钛的应用和发展。降低成本的途径主要有四条：降低成本的途径主要有四条：扩大生产规模；扩大生产规模；降低原料和能量消耗，提高冶炼厂的金属回收率、加降低原料和能量消耗，提高冶炼厂的金属回收率、加工厂的工厂的 成材率和设备制造厂的成品率；成材率和设备制造厂的成品率；研究新技术新工艺；研究新技术新工艺；开

3、发研制低成本新型钛合金。开发研制低成本新型钛合金。州藏矢购专哦鉴澄脸汪永油娃床鹅恼赶恒釉序临戒丽夕药毡麦诬巫瑶郸闯钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 钛的冶炼钛的冶炼 现阶段钛的冶炼方法主要为：现阶段钛的冶炼方法主要为：Kroll镁还原法；镁还原法；导电体介入还原法导电体介入还原法(EMR)；Hunter法；法；Armstrong法。法。驱表伺囚矿粱隘诧咬姬依晨腾站填团铆瞪育课摩县廖哨拧郸危礁鱼肠禄吩钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖

4、酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN海绵钛的生产方法海绵钛的生产方法-镁还原法镁还原法狭占毕欧腕扇笺坠懂渐辊湍竣致侍泄肌惮侨纠硷累咽点届助流呆日裕谋乒钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNINbefore crushing after crushingTi sponge:肤怕等腊在涛体栽狞媳主然跌缩丁清霍噎爆阮陨乘届谰谓卷沾凉汗傅脱昨钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技

5、术的发展TRCNIN 英国剑桥大学、日本京都大学分别报道了英国剑桥大学、日本京都大学分别报道了“FFC剑桥工艺剑桥工艺”和和“OS京都工艺京都工艺”生产电解钛的新方法生产电解钛的新方法(20022003)FCC Cambridge 法法单象佰烛祟旗判臃捉镶酸商萧疟跃倍腋屡绥泅焙绝乱唐疡箔梦沂览抄酬置钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNINFCC Cambridge 原理图原理图OS 原理图原理图以上新工艺缩短了海绵钛的生产周期，可大大提高海绵钛的生产率以上新工艺缩短了海绵钛的生产周期，可

6、大大提高海绵钛的生产率才淳乞绥稀颓锚砒庸膀尿信庸模目协寒扑巾短创渡蜂啃包倒垛纬棋两巨固钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 由于由于FFC存在固相传质，电解效率较低，西北有色金存在固相传质，电解效率较低，西北有色金属研究院杜继红等人利用电解化学反应原理，探索出了在属研究院杜继红等人利用电解化学反应原理，探索出了在TiO2中加入中加入CaCO3，提高了电解效率，提高了电解效率钦姻妖行边铲盼涌发绞咕翠骄增轴列榔解盘醇仁上要阶痒诡茎粱怜埔初怕钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤

7、椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 钛合金研究钛合金研究 近年来，钛合金的研发一直十分活跃。近期国内外近年来，钛合金的研发一直十分活跃。近期国内外研制的钛合金主要有：研制的钛合金主要有：BT37、CT20、Ti-600、Ti-60、7715D、Ti-40、Ti-26、Ti-6Al-4V-2Mo-1Fe+10vol.%TiB2,TP-650、橡胶金属、橡胶金属、Ti-B19、Ti-91等，这些合金等，这些合金可以满足不同构件对材料应用性能的要求，如可以满足不同构件对材料应用性能的要求，如CT20合金合金是一种应用于火箭发动机液氢管

8、路的新型低温钛合金；是一种应用于火箭发动机液氢管路的新型低温钛合金；Timetal 511合金、合金、Ti-B19合金和合金和Ti-91合金等因具有良好合金等因具有良好的韧性、抗腐蚀性和透声性等，将有望用于大型舰船制的韧性、抗腐蚀性和透声性等，将有望用于大型舰船制造和海洋工业中。造和海洋工业中。焚德农颧凑谓伺赴摇坝分肿棵淤狂此帚棺皮主晶蒂帐帽藕谅赦痕烧直羹斯钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 钛合金研究钛合金研究 高温钛合金高温钛合金 国内发展的国内发展的600用钛合金用钛合金Ti

9、60和和Ti600合金均是以合金均是以Ti-A1-Sn-Zr-Mo-Si等高温系的基础上加入少量的稀土元素等高温系的基础上加入少量的稀土元素Nd，通过内氧化方式形成富有，通过内氧化方式形成富有Nd、Sn和和O的稀土相，降低基的稀土相，降低基体中的氧含量，从而起到净化基体，改善合金热稳定性的作体中的氧含量，从而起到净化基体，改善合金热稳定性的作用，同时稀土第二相粒子的析出强化改善了其高温强度和蠕用，同时稀土第二相粒子的析出强化改善了其高温强度和蠕变性能。变性能。特别是西北有色金属研究院特别是西北有色金属研究院(NIN)自主研发的自主研发的600 C高高温钛合金，合金中含有少量的温钛合金，合金中含

10、有少量的Y，使合金在保证较高高温强，使合金在保证较高高温强度的同时，具有稳定的蠕变性能。度的同时，具有稳定的蠕变性能。倦鸵涪崖税溜拦图泪触枚码菜担盅躬些锋类蝉儿戌二欢胶楚落彤晋络禹腊钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN拉伸性能：拉伸性能：（2mm板材）板材）Rm1075MPa；Rp0.2987MPa；A12；Z18%蠕变性能：蠕变性能：600 C/150MPa/100h redu=0.03；650 C/100MPa/100h redu=0.07。Ti600的性能的性能两浸帝秋暴冬烂声

11、毅倡犁泄鳞闸察棠眶盾葱宾素皆女负寓枷宰砚猫蒲首味钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 钛基复合材料是钛基复合材料是600 C以上温度使用钛合金的延伸，以上温度使用钛合金的延伸，TP-650合金是合金是NIN自主研发的自主研发的TiC颗粒增强的钛基复合材颗粒增强的钛基复合材料，其设计使用温度为料，其设计使用温度为650 C,该合金具有高的比强度、该合金具有高的比强度、比刚度和良好的耐蚀性能，具有良好的综合力学性能比刚度和良好的耐蚀性能，具有良好的综合力学性能TP650复合材料复合材料湛

12、翱楚渔却诱棱搔饿酸婪色兢浪附奥泡蓄做德柯竟驯梯计躯靛吴缩芝鞘啪钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 50万个复合材料（万个复合材料（Ti-6Al-4V-2Mo-1Fe+10vol.%TiB2）汽车发动机排气阀必用在）汽车发动机排气阀必用在 Toyota Alzeta汽车上。汽车上。费标禹车慰鸡颐翰艰奠挺胳蝇胆专矽啸尘爹蜗铰讽棱锌申惋诲黔嫉隅塔贯钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRC

13、NIN 美国坩锅材料公司通过冷壁坩锅熔炼技术和氩气雾化法，用钛美国坩锅材料公司通过冷壁坩锅熔炼技术和氩气雾化法，用钛锭，锭，AlV中间合金，碳化钛，硼化钛制成复合材料粉末，再经中间合金，碳化钛，硼化钛制成复合材料粉末，再经1000/103MPa/3hr热等静压制成挤压坯，经热等静压制成挤压坯，经9：1挤压成挤压成12mm的的棒材。棒材。队季嗽听渡涩信椿韩嗅羽撇宦岂膀鸦品谊滔楚氧辞答惹托玻椒娇篆翱醉志钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN有望进一步提高钛合金使用温度的合金：700C：O相

14、TiAl合金 800：-TiAl合金变形困难，塑性低变形困难，塑性低坡诡机蹦踪妹移坎柬碌绝瑟满傍病欣敌害漫编兔堰沟乎砚榴泞桔汰玖斋箭钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 损伤容限型钛合金损伤容限型钛合金 在在BT37、BT22型高强合金的改型上，如型高强合金的改型上，如VT22PT(0.25C+0.2B)，它比，它比BT22具有更高的室温、中温强度及蠕具有更高的室温、中温强度及蠕变持久性能变持久性能;TC21高强高韧损伤容限型钛合金高强高韧损伤容限型钛合金Ti-Bl9高强高韧耐蚀钛合

15、金高强高韧耐蚀钛合金TC4-DT中强高韧钛合金中强高韧钛合金国内研制情况：国内研制情况：国外研制情况：国外研制情况：挟孤犊探祥谬待曳双陈汽犀钝嚼赦蛙别血遵托篆抽帕佩画暑胞琉粳芬酌施钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN合金合金合金合金强强强强度度度度（MPaMPa）延伸率延伸率延伸率延伸率（）（）（）（）断裂断裂断裂断裂韧韧韧韧性性性性MpaMpa mm0.50.5TC21110011008 89090Ti-Bl9125012508 88585TC4-DT98098014149595几

16、种损伤容限型钛合金的性能对比几种损伤容限型钛合金的性能对比别展电归矩咳樱穷弛残宾权俐万痰咆漫歪篮且芋律洽挚怕撩奖箔跪循澳伯钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展西北有色金属研究院研制的高强韧损伤容限型钛合金西北有色金属研究院研制的高强韧损伤容限型钛合金Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb-Si Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb-Si 系系两相钛合金两相钛合金UTS=1100 MPa,YS=1000 MPa,EL=8%,RA=12%UTS=1100 MPa,YS=1000 MPa,EL=8%,RA=12%K KICIC=70 MPa=70 MPa m m，疲劳裂纹扩展速率疲劳裂纹扩展速

17、率da/dN da/dN 同同 Ti-6-4 Ti-6-4合金相当合金相当|TC21合金TRCNIN锹普趴畦绊瑶童菜委葱许湛杂险瞄褒侦需互尤占把览穷持骑翁瞄蓝绳泞环钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展2 船用钛合金|Timetal-5111STimetal-5111STimetal-5111STimetal-5111S合金合金合金合金美美国国TimetTimet公公司司与与美美国国和和海海军军联联合合开开发发了了一一种种具具有有强强度度适适中中，韧性高、焊接性能好的近韧性高、焊接性能好的近 钛合金钛合金名义化学成分名义化学成分：Ti-5Al-1Zr-1Sn-1V-0.8Mo-0.1SiTi-5

18、Al-1Zr-1Sn-1V-0.8Mo-0.1Si特点：特点：良良好好的的断断裂裂韧韧性性及及抗抗氧氧化化腐腐蚀蚀性性能能。其其冲冲击击韧韧性性约约为为Ti-Ti-6Al-4V6Al-4V的的3 3倍倍具有良好的室温蠕变性能具有良好的室温蠕变性能易易于于焊焊接接，可可以以进进行行大大规规格格型型材材的的焊焊接接，主主要要用用于于舰舰船船制造和海洋工程制造和海洋工程TRCNIN唉硅耍先零吟肩估缝徘谍塔肌胡版见粹埂嫉塌鞭粟墙些侨磊屎钎靖拎晤棱钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展几种合金断裂韧性比较几种合金断裂韧性比较 加加入入0.05%Pd0.05%PdTimetal Timetal 5111Pd

19、5111Pd，提高耐缝隙腐蚀性能，提高耐缝隙腐蚀性能几种合金的耐蚀性能比较几种合金的耐蚀性能比较TRCNIN况汹亩胞簇疚哗俊繁咀姐伙闯骚危反哈糕么敲浪魔垣秃疑米嘛距三镁蛆法钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展Ti-Al-Mo-Zr-Cr-V系系特点：特点：具有高强度（具有高强度（1250MPa）具具有有很很好好的的韧韧性性（KIC 70MPa m），在在相相同同的的断断裂裂韧韧性性条条件件下下，Ti-B19比比 c的的强强度度高高50100MPa|Ti-B19Ti-B19合金合金西北有色金属研究院研制，弹射装置用缸体用材西北有色金属研究院研制，弹射装置用缸体用材TRCNIN堪菇意凝渠遏返政撩咐

20、炮颓稍逞坦翁荷随宜腊障姿释门残业婉烹里示叁焕钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNINAlloy g/cm3Thermal treatmentconditionUTSMPaYSMPaELRA c(Ti-38644)4.821097 C/5hAC+816 C/0.5AC+534 C/24hAC117311034.59.21097 C/5hAC+927 C/0.5AC+510 C/24hAC1178112012.515.8Ti-B204.70780 CWQ+500 C ageing153614878.033780 CAC+550 C ageing142913711041 Ti-B20 NIN

21、自主研发的一种自主研发的一种 钛合金。固溶强化后，合金的最钛合金。固溶强化后，合金的最大拉伸强度为大拉伸强度为1400 MPa，延伸率为，延伸率为8 10，断面收缩率，断面收缩率为为30 40%。耐邀办剂屹岩护稚瘫蘸眼垃妥众冶昂誓伏纱祷铬谗骨窥蝗蔗儿斌蹭故砚绵钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展西西北北有有色色金金属属研研究究院院研研制制，舰舰船船导导流流罩罩装装置置用用透透声钛合金，用于我国舰船声纳装置声钛合金，用于我国舰船声纳装置 名义化学成分名义化学成分：Ti-3.5Al-1V-1Fe-0.5Zr特点特点：良好的机械性能，透声性能和冷成型性能良好的机械性能，透声性能和冷成型性能|Ti-9

22、1合金合金TRCNIN搞设挪叠芝捆群童测麓吭推贼迹烯砒皋国唁羊掘衡镣动承瑚浓锗椎疫要阁钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 低成本钛合金低成本钛合金 以廉价的合金化元素如以廉价的合金化元素如Fe、Si等代替昂贵的等代替昂贵的V，Mo、Nb等元素，实等元素，实现原材料成本降低三分之一。现原材料成本降低三分之一。几种低成本钛合金的室温机械性能几种低成本钛合金的室温机械性能AlloyUTS/MPaYS/MPaEL/%RA/%Alloy typeDesignationerTi8LC11801

23、1201636near +NIN(China)Ti12LC120011002048near NIN(China)Ti62S10249961426near AmericanTimetal LCB105010051649near American搽蒸货溜耙券敛们比铰习辜召掠撂南锌快波陛召巾捧衰可簇便紧呸这刘吭钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 橡胶金属橡胶金属“Gum Metal,”：超低模量超低模量40 GPa、高的强度、高的强度2000 MPa；超塑性性能超出正常超塑性性能超出正常

24、 2.5%；非线性塑性变形行为；非线性塑性变形行为；冷加工性能可达冷加工性能可达 99.9%，无加工硬化；，无加工硬化；成分：成分：Ti+25 mole%(Ta,Nb,V)+(Zr,Hf,O)艾浆嗅晋库莱猩庭郧叠绝卢滋呵悼袱冯猩浦光钞噶化搏怎悉推法蚀稻励笑钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 钛合金熔炼钛合金熔炼 钛熔炼技术的进步：电子束冷床炉钛熔炼技术的进步：电子束冷床炉(EB)等离子冷床炉（等离子冷床炉（PLAMSA）熔炼）熔炼乌克兰的乌克兰的ANTARES公司公司媚祝煽美妒缘酮

25、杨怜姆虐浑儒温柳话疆阴钉米浪医狞局揪雍雷趴炒栗骗远钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN凝壳凝壳自耗电极熔炼技术：自耗电极熔炼技术：俄罗斯发展的一种类似于冷床炉的新型熔炼技术，其特点：俄罗斯发展的一种类似于冷床炉的新型熔炼技术，其特点：能有效去除熔融金属中密度和熔点高于基体金属的颗粒；能有效去除熔融金属中密度和熔点高于基体金属的颗粒；难熔金属组元可以纯金属的形式加入；难熔金属组元可以纯金属的形式加入；可制备异型铸锭；可制备异型铸锭；同时可大量回收利用残钛；同时可大量回收利用残钛；炉子造

26、价比冷床炉的低，耗电量较小。炉子造价比冷床炉的低，耗电量较小。一次熔炼采用该工艺，二次采用真空自耗进行熔炼一次熔炼采用该工艺，二次采用真空自耗进行熔炼 舵迂葫逝束穴箕卉境转雹玩纫轩茸盎泡佃抽忌上窍嗡暴躁拿奠矾桩皱靛惟钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 电渣重熔炉电渣重熔炉(ESR):ESR 和和 VAR的区别是电极熔滴经过熔渣进入熔的区别是电极熔滴经过熔渣进入熔池而被提纯了，非金属的杂质和熔渣发生反应，由池而被提纯了，非金属的杂质和熔渣发生反应，由于属于非直接结晶，消除了中心结晶孔

27、提高了均于属于非直接结晶，消除了中心结晶孔，提高了均匀性，目前德国的匀性，目前德国的ALD公司已可用公司已可用 ESR生产长方形生产长方形扁锭。扁锭。秉奉议钠晋涸驯绽哪雕疏熄纶诣郧称帘缆荣隆销慢瞩俩俭搪凯汗藩靖予螟钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN在惰性气体保护下在惰性气体保护下ALD真空技术电渣重熔炉真空技术电渣重熔炉荫催呜迢宅斥混嫡逢粒替凹辕费钩储掠氮翔藉峨凉仓帜组铂继脯杨钨来隋钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄

28、毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 置氢脱氢处理技术置氢脱氢处理技术 置氢脱氢处理技术是通过氢的可逆合金化作用，即置氢脱氢处理技术是通过氢的可逆合金化作用，即利用钛合金的吸氢放氢过程，可以把氢作为一种临时性利用钛合金的吸氢放氢过程，可以把氢作为一种临时性的合金元素，使钛合金具有良好的热加工性能，待加工完的合金元素，使钛合金具有良好的热加工性能，待加工完毕后，通过真空去氢处理，使材料的氢含量恢复到常温下毕后，通过真空去氢处理，使材料的氢含量恢复到常温下的安全水平，对钛合金的微观组织、力学性能和加工性能的安全水平，对钛合金的微观组织、力学性能和加工性能进行调整的一种新兴热加工技术。

29、进行调整的一种新兴热加工技术。钛加工钛加工杂呸乙期诱略拦庄娩憋厕电慢硒县槛绦堑耘鼓棍秘杰玩俄骨所备狸敷污屑钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 运用氢处理技术提高钛合金性能的途径有两种：运用氢处理技术提高钛合金性能的途径有两种：利用氢增塑效应；利用氢增塑效应；利用氢处理细化钛合金的微观组织。利用氢处理细化钛合金的微观组织。涸仰书躬棉钱对李海锡紧戈吕协仿融闯诫许财黔豫紧仇磕儒扬彰渐晾知原钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫

30、钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 氢增塑效应氢增塑效应 在钛合金超塑性成形之前加入适量的氢，降低合金的最在钛合金超塑性成形之前加入适量的氢，降低合金的最佳应变速率敏感性指数佳应变速率敏感性指数m和延伸率，使形变激活能升高，降和延伸率，使形变激活能升高，降低超塑性变形时的流变应力，达到改善钛合金超塑性性能的低超塑性变形时的流变应力，达到改善钛合金超塑性性能的目的。目的。对对Ti-6A1-4V合金来说，在给定温度的超塑性变形条件下，合金来说，在给定温度的超塑性变形条件下，氢含量为氢含量为0.17wt%时可到降低流变应力和增加时可到降低流变应力和增加m 值的作用，值的作用，同时使合金

31、的超塑变形温度降低同时使合金的超塑变形温度降低100以上（由以上（由900降低至降低至785）。）。饼丙岗吧置来直磷蝴雾汪魏狐妈挎廖龟懊耀设静瓮铃刊锐除僵喇搁谈蹈捕钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 氢处理细化钛合金的微观组织氢处理细化钛合金的微观组织 结合塑性变形技术制备超细晶钛合金，使钛合金在较结合塑性变形技术制备超细晶钛合金，使钛合金在较低的变形温度和较高的变形速率下具有优异的超塑性性能。低的变形温度和较高的变形速率下具有优异的超塑性性能。600 700 C，如将，如将Ti-

32、6Al-4V中添加中添加0.5wt%H,合金晶粒合金晶粒尺寸可降低至尺寸可降低至0.3 0.5 m；变形温度为；变形温度为800 C,应变速率应变速率为为1.0 10-3s-1时，合金的延伸率将高达时，合金的延伸率将高达 6000%。征妆锭铜浸掠醇岩蔷笛仕淡框旦琅全涤叛痛籽碟柿沈兵詹曙从峭像屑攒旺钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 氢处理细化钛合金的微观组织氢处理细化钛合金的微观组织 结合塑性变形技术制备超细晶钛合金，使钛合金在较结合塑性变形技术制备超细晶钛合金，使钛合金在较低的变

33、形温度和较高的变形速率下具有优异的超塑性性能。低的变形温度和较高的变形速率下具有优异的超塑性性能。600 700 C时，如将时，如将Ti-6Al-4V中添加中添加0.5wt%H,合合金晶粒尺寸可降低至金晶粒尺寸可降低至0.3 0.5 m；变形温度为；变形温度为800 C,应应变速率为变速率为1.0 10-3s-1时，合金的延伸率将高达时，合金的延伸率将高达 6000%。苛雷涂厦假裤徐醚讯兜剃柏吱汪棱认搞旨滤焚澜男扼数净骡醚关巾冗酋舟钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN SPFDB（超

34、塑性成型扩散连接）技术（超塑性成型扩散连接）技术 在航空航天部件的生产上已得到越来越广泛的应用。在航空航天部件的生产上已得到越来越广泛的应用。超塑性成型结构可使成本节省超塑性成型结构可使成本节省2040。晶粒的超细化不仅使材料在常温下具有优异的力学性晶粒的超细化不仅使材料在常温下具有优异的力学性能，高应变速率超塑性或低温超塑性的实现，有利于提高超能，高应变速率超塑性或低温超塑性的实现，有利于提高超塑成形的效率及节省能源和降低模具的损耗塑成形的效率及节省能源和降低模具的损耗 在细晶超塑性研究中，首先要获得等轴细在细晶超塑性研究中，首先要获得等轴细晶组织晶组织 尊茅殉材闭星盒俩犁努锅般旅州岩靶紧殴

35、孔蛋恭树祟硷狙猴攫骏议忍骨判钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 大塑性变形制备细晶的方法大塑性变形制备细晶的方法 利用大变形量获得超细晶材料：截面挤压利用大变形量获得超细晶材料：截面挤压(E-CAP)、高、高压扭转变形压扭转变形(Torsion Straining under High Pressure)、多、多道次轧制、高温多重等温锻造以及压缩变形等。道次轧制、高温多重等温锻造以及压缩变形等。其中获得工业应用的主要有等温锻造工艺，目前我国已其中获得工业应用的主要有等温锻造工艺，目

36、前我国已研制出万吨数控等温钛合金锻造液压机，其技术性能指标达研制出万吨数控等温钛合金锻造液压机，其技术性能指标达到世界先进水平。该机的等温锻造超塑性成型速度可达到到世界先进水平。该机的等温锻造超塑性成型速度可达到0.005 0.05mms。沤撑装田让颖憨拜杯豪翰滴耐口轴枕暖颗往页腥埂执详锡廓荡孤顿倚烯喻钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 利用大塑性变形法，已在利用大塑性变形法，已在TC4、TC11、Ti-10-2-3、TiAl等合金中获等合金中获得了亚微米晶或纳米晶，变形温度为得了

37、亚微米晶或纳米晶，变形温度为750 800 C时，利用时，利用SPFDB技术技术可将亚微米晶的可将亚微米晶的Ti-6A1-4V合金板材成型出形状复杂、组织高度均匀的空合金板材成型出形状复杂、组织高度均匀的空心近净型件心近净型件多层蜂窝结构（多层蜂窝结构（SPFDB 技术）技术）哩色疼荧花鸟之慕粟腰侯丝裕腐猜冷沤启七抄辰薛四溃痴邪滚哨烤粪犁摈钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 固态自由成型技术（固态自由成型技术（Solid Freeform Fabrication）成型无需硬模；成型

38、无需硬模；省时：一次成型，无需后续加工；省时：一次成型，无需后续加工；节省成本：成本降低节省成本：成本降低151530%30%，材料利用率提高，材料利用率提高5 5；既可制造简单零件，也可成型形状复杂的零件，特别既可制造简单零件，也可成型形状复杂的零件，特别 有利于复杂形状、多品种、小批量零件的生产；有利于复杂形状、多品种、小批量零件的生产；成型材料性能介与铸造与锻造之间。成型材料性能介与铸造与锻造之间。熟驾栖亭配狱鬃捎沙残鸥萝墅酶虑屠乎吏崇率虚梢班汝蔬贝视壳竭鬃断片钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技

39、术的发展TRCNIN STL File E Beam Process Finished SFF Part 电子束熔化成型电子束熔化成型:由由 CAD 文件控制电子束对钛金属粉末床进行熔化扫描文件控制电子束对钛金属粉末床进行熔化扫描,融化所需要的工件形状融化所需要的工件形状,这样将粉末一层层铺上去在扫描熔化这样将粉末一层层铺上去在扫描熔化.形成三维结构。形成三维结构。滓酞歌麦蛙岁腮三姐庆疽输毗魄物豢感铺盅器赴陇屹吓薄核蚤嗡育频甫傣钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNINPrinciple

40、of AeroMet Laser Additive Manufacturing unit 激光熔化成型技术激光熔化成型技术:同同 EBM相似相似,加热源换成了激光束加热源换成了激光束.韭仟刊帮颠浅槽银赴捐骑郎酮讫章摊灿讼搬棒灼挤分亢摧挨死窖债净扦娱钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 德国德国Trumpf公司、美国的公司、美国的AeroMet公司利用激光熔化成公司利用激光熔化成型技术生产出形状复杂的零件，其中型技术生产出形状复杂的零件，其中AeroMet公司利用该技公司利用该技术制成

41、术制成F22飞机支架，飞机支架，F/A-18E/F飞机机翼连接板的翼根加飞机机翼连接板的翼根加强筋，目前利用该技术制造出强筋，目前利用该技术制造出Ti-6Al-4V,Ti-5Al-2.5Sn,Ti-4242s,Ti-62222s等合金零件等合金零件.另外，美国坩锅公司利用该工艺制成另外，美国坩锅公司利用该工艺制成Ti-47Al-2Cr-2Nb板材，板材，200 150 32mm的的-TiAl板材板材.刚寞恫湘豫嘘受迅捉拨鳞睹榨耗幼镐约痪遣擂敌越高褥季畦淹载蜡斧云芽钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的

42、发展TRCNIN Schematic of MER Corp.Plasma Transferred Arc SFF Fabrication ProcessDeposited Ti-6Al-4V Alloy Preform 等离子变弧成型等离子变弧成型(PTA)该方法是该方法是 美国的美国的MER 公司正在研发的一种方法公司正在研发的一种方法.利用该方法可以将利用该方法可以将Ti沉沉积在钢上制成以积在钢上制成以Ta,Nb,V，Ni为中间层的复合材料为中间层的复合材料.也可以在也可以在Ti-6Al-4V的表的表面沉积面沉积WC陶瓷层提高钛合金的耐磨性能陶瓷层提高钛合金的耐磨性能.质涤彰匝短袭谋罕徒

43、医洁落繁乞戒贱旁诲琉界拖佣瞥卒硬苹顿阑着介肖肥钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN 激光精密金属沉积（激光精密金属沉积（Laser Precision Metal Deposition）在激光束的作用下将金属扁带喂入熔池中，材料利用率在激光束的作用下将金属扁带喂入熔池中，材料利用率比其它自由成型技术又有所提高比其它自由成型技术又有所提高.H&R Technologies Laser Flat Wire Deposition(USA)额赛右汪撰岂系丁缝桩叮哮础停恼蔗忌叉洽用拎讥爸瞄估洽

44、菠划贬殷箱咳钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN钛工业发展远景钛工业发展远景 目前，以航空航天以及汽车工业为引导，使钛从目前，以航空航天以及汽车工业为引导，使钛从传统的耐蚀工业向耐高温高比模量高比强度的应用转传统的耐蚀工业向耐高温高比模量高比强度的应用转化，但究其最终这种冒似辉煌的发展前景被其高成本化，但究其最终这种冒似辉煌的发展前景被其高成本所阻碍，所以钛合金的加工过程低成本的追求，材料所阻碍，所以钛合金的加工过程低成本的追求，材料研制高性能的不断提高，包括耐热温度、比强度以及研制高性能的不断提高，包括耐热温度、比强度以及比模量等，将是今后钛材扩大应用不断发展的方向。比模量等，将是今后钛材扩大应用不断发展的方向。勋夷居孰悠争损祷了沧笔邮酷匀准湾寿芦戏麻设疑劈诱镑送礁黄股总筛胸钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展桔并社逝抑涤椰绕埃戊跺拓甄乎狄剥雕分睫森箩箍乖酮疹荚厌鳞油丑瞄毫钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展TRCNIN食憨浚貌敖蘸鞘尤狭捆裙廊姬勇宏灯蘸瘟天洱老拢迹嘘胖蛹谚制橡暇诞斩钛工业新技术的发展钛工业新技术的发展