案例教学模式在“钛合金低成本加工技术”课程中的应用

该文旨在说明,案例教学是一种将理论知识与实践经验相结合的教学方式,案例教学在“钛合金低成本加工技术”课程中的应用,通过案例材料将抽象事物具体化,使得该课程内容更加生动充实,在举例说明的同时让学生了解、甚至于掌握钛合金低成本加工的相关知识。与传统的教学方式相比,该教学模式更容易被学生理解与接受。运用案例教学模式,不仅达到了教学目标的要求,而且激发了学生的学习兴趣,培养了学生善于思考、勇于探讨的能力,更提升了学生的综合能力,同时也提高了教学质量。

基于机器学习的Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金热加工图预测

为了研究Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金的热变形行为,运用Instron 5869压缩实验机进行热压缩实验。构建了以变形温度、应变速率、应变为输入变量和流变应力为输出变量的6种机器学习模型,预测不同条件下该合金的流变应力值并评估检验模型的预测性能。根据预测表现最好的LSTM神经网络模型的预测数据绘制预测加工图,对照实验加工图评估检验其预测能力。结果表明:预测加工图能够较为准确地反映出Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金在应变为0.499时的可加工区域,与实验加工图的吻合程度较高,该方法能较好地预测Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金的热变形行为。

一种提高Ti-Al-V-Cr-Fe系低成本钛合金力学性能的加工工艺

本发明公开了一种提高Ti-Al-V-Cr-Fe系低成本钛合金力学性能的加工工艺,该工艺包括:(1)将钛合金铸锭进行相变点温度以上的多火次开坯及高温锻造;(2)相变点温度以下的锻造;(3)相变点温度以上的终锻;(4)退火处理后空冷至室温,最终得到Ti-Al-V-Cr-Fe系钛合金成品。本发明采用高—低—高的锻造方式,结合锻后“空冷+水冷”的冷却方式以及退火处理,得到具有项链状的晶界α相、网篮状分布的多尺度片状α相复杂微观结构,从而使钛合金成品具有较高的强度以及良好的塑性和韧性,大大提高了钛合金强度—塑性—韧性匹配。

低成本β型钛合金时效组织和力学性能的研究

依据合金设计准则并参考钼当量[Mo]eq及Kβ稳定系数设计了两种低成本的β型钛合金,名义成分Ti-9Mo-4Cr-Fe-4.6Al(1#)和Ti-9Mo-4Cr-Fe-4.6Al-0.3O(2#),研究了该两种合金铸态及不同时效条件下的组织及性能。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)观察与分析了该合金不同时效态的组织,进行了维氏硬度和压缩性能测试。结果表明:1#和2#合金分别在550℃/8 h及520℃/(2~5)h具有最好的析出效果。性能变化结果为:时效处理后两种合金最高硬度分别为608.83 HV10和650.35 HV10;最好的压缩性能为:1#合金压缩屈服强度和抗压强度分别为1404 MPa和1562 MPa,压缩率为9%;2#合金压缩屈服强度和抗压强度分别为1405 MPa和1561 MPa,压缩率为21%。因此,为了获得良好的塑性,含O钛合金的时效温度应选在520℃。

高性能低成本钛合金生产应用现状

钛合金作为一种性能优异的新型稀有贵金属材料,广泛应用于航空航天、海洋工程、化工和新能源等领域。然而,高性能钛合金高昂的制备成本限制了其进一步发展。本文综述了国内外高性能、低成本钛合金的生产应用现状,并探索了未来高性能低成本钛合金的发展趋势,为实现低成本制备高性能钛合金指明了方向。

低成本钛合金在车辆上的工程应用研究

随着钛合金在航空航天等领域的用量不断提升,昂贵的加工和使用成本已经成为制约其扩大应用的主要障碍,迫切需要发展低成本钛合金材料及其加工技术,因此钛合金低成本化以及钛合金材料成形的低成本化已成为国内外钛工业领域研究的重要方向。本文通过添加100%返回料的方式,成功制备了化学成分合格的Ti-Al-V系低成本钛合金铸锭,并采用短流程轧制技术制备了各种规格的板材,分析了轧制过程中Ti-Al-V系低成本钛合金的组织性能演变过程,研制的各规格板材通过了某车辆炮塔体的考核试验。同时采用短流程锻造加工技术,研制了低成本高性能钛合金平衡肘锻件,其显微组织和力学性能均能满足技术标准要求,通过了某车辆的跑车考核试验。

Ti-6Al-4V钛合金超声振动辅助短电弧复合加工实验研究

针对普通短电弧加工排屑不畅引起的电极和工件之间形成颗粒桥造成短路、局部放电和二次放电等非正常放电现象,提出一种超声振动辅助短电弧加工的新方法来改善工件加工质量。通过实验对普通短电弧和复合加工后工件宏观特征和微观形貌进行对比。采用超景深显微镜、电子扫描显微镜等对加工后的表面形貌、粗糙度和元素能谱进行检测分析。结果表明:两种特种加工技术耦合后的工件表面形貌发生了变化,其表面纹路在超声作用下呈现无序化、均匀化,电蚀凹坑和表面微裂纹数量显著减少,重铸层厚度深铣削加工下从93.06μm降低至25.39μm,表面粗糙度降低16%以上,同时材料表面元素发生了改性。这为短电弧技术改善加工质量、材料改性、技术耦合的发展提供了一种新的思路。

碳微合金化对低成本钛合金组织及力学性能的影响

研究了碳含量对α+β型低成本钛合金Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe微观组织、室温力学性能的影响。结果表明:碳元素的引入细化了原始β晶粒,导致铸态凝固组织由魏氏转变为网篮组织。当碳添加量为0.1wt%~0.3wt%时,Ti C相由细小近等轴状变为短棒状和长条状。980℃热轧后,合金强度提升,塑性最高可达15%,力学性能明显改善。这是由于轧制过程中组织破碎晶内大量位错塞积,通过EBSD织构分析发现随着碳含量增加,织构强度减小,Ti C相为α相的再结晶提供了形核质点。其中Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe-0.1C合金在室温下表现出良好的强度和断裂伸长率匹配。

钛合金的应用和低成本制造技术

钛及钛合金具有优异的综合性能,是一种重要的金属结构材料,在军工、民用各个领域得到广泛的应用。简要阐述了钛合金的应用现状,分析了降低钛合金成本的可能性途径。

兵器装备用钛合金的低成本制造技术

钛合金具有轻量化、抗腐蚀能力较强以及抗弹性能优良等特点,在兵器装备具有广泛的应力潜力,受到世界发达国家的关注。主要讨论国外兵器装备用钛合金低成本制造技术的研究进展情况,重点分析地面战斗车辆和轻型榴弹炮用钛合金的电子束冷床炉一次熔炼技术、熔模铸造技术和先进焊接技术,并对这些技术的前景和研究发展方向进行展望。

钛合金加工工艺研究

随着工业化步伐的不断加快,钛合金这种优秀的工程材料,在航空航天、汽车制造、医疗器械等行业中得到了广大的应用。虽然钛合金具备卓越的强度、硬度和耐腐蚀能力,这无疑为其在生产过程中带来了不少挑战与困惑。本文选择钛合金作为主要研究对象,深入探讨了钛合金的处理技术和方法,旨在寻找解决钛合金生产过程中遇到的种种复杂问题的方法,并提出有针对性的解决策略,希望能推动钛合金在多种领域中得到更为广泛的运用。

低成本钛合金制备技术及其军事应用

简要介绍了国内外近年来一些新研制成功并已投入应用的低成本钛合金,重点介绍了可降低钛合金成本的熔炼技术、铸造工艺、粉末冶金、超塑性变形和扩散连接等技术的主要研究进展情况,并介绍了国内外低成本钛合金在宇航、航空、装甲车辆和舰船等军事工业上的应用情况,探讨了低成本钛合金研究的未来发展趋势及重点研究方向。

低成本钛合金激光-电弧复合焊接仿真分析

以10 mm的TC4LCA钛合金板为母材,建立TC4LCA板材有限元焊接接头模型,应用Marc软件对热源进行校核,校核结果吻合度较好,并对温度场和应力场进行模拟计算,结果表明焊缝底部位置存在较大残余应力,是焊接缺陷敏感区域;焊后试件中间位置横截面横向残余应力呈现上表面与下表面两端受压、中间受拉的状态,板厚方向残余应力数值较小。

钛合金材料低成本化制备技术进展与展望

钛合金因具有优异的综合性能在航空航天等领域获得重要应用,但是钛合金材料的高成本限制了其在海洋工程、兵器、民用等领域的应用拓展。钛合金材料的低成本化制备技术是目前钛领域研究的热点方向之一。本文以每年加工材产量最多的板材、棒材、管材为例,简要介绍了目前的低成本化制备技术,包括不含贵重元素的低成本钛合金研发技术、利用钛残料的低成本熔炼技术、一次熔炼技术,以及钛板材、棒材、管材高效短流程的低成本化加工技术等,并提出了钛合金材料低成本化制备技术的未来发展方向。

钛合金低成本化制备技术研究现状

从添加返回料、短流程制备、合金化和冷床炉熔炼4种手段综述了钛合金的低成本化制备技术。介绍了国内目前开展的新型低成本化钛合金制备技术,指出了新的Kroll冶炼方法可成为低成本钛合金冶炼的发展方向。

钛合金低成本成形技术研究进展

钛合金作为一种高强度、低密度、耐腐蚀的结构材料,在航空、航天等领域已得到了大量应用,目前,钛合金材料低成本化以及钛合金成形的低成本化已成为国内外钛工业领域重要的研究方向。文中首先介绍了低成本合金化的新型钛合金材料,然后介绍了钛合金低成本熔炼及精密铸造技术,最后介绍了钛合金短流程制备成形技术,为钛合金材料及成形技术的低成本化提供了发展思路。

低成本钛合金研究

采用廉价的Fe Mo中间合金设计研究出Ti8LC和Ti12LC低成本钛合金 ,前者为近α型 ,后者为近 β型钛合金 ,两者的室温拉伸性能均优于TC4。

低成本钛合金研究现状与发展趋势

钛合金较高的成本限制了其应用范围,低成本钛合金已成为当前钛合金研究的热点。概述了低成本钛合金国内外的研究现状,着重介绍了宝钛集团研发的低成本钛合金及钛合金的低成本化制备情况,新近研制的BTi31、Ti-3111、BTi-341、BTi-421111、BTi-61111S等低成本钛合金已在汽车、体育休闲等领域获得应用;在钛合金的低成本化制造方面,利用电子束冷床炉熔炼,大量添加返回料,熔炼的扁锭直接轧制板材,显著降低原料成本和加工成本。同时对低成本钛合金的发展方向进行展望,指出今后的研究重点是进一步优化熔炼和加工工艺,提升合金性能水平,提高成材率,拓展应用范围。

低成本高性能钛合金研究进展

基于钛合金材料在新一代航空航天飞行器上大量使用,以满足减重、延长寿命的设计和使用要求,因此钛合金低成本化以及钛合金材料成形的低成本化已成为国内外钛工业领域研究的重要方向。发展具有我国自主知识产权的航空用高性能低成本钛合金材料及其加工技术,是提高我国钛合金材料在航空领域用量和应用水平的重要途径。介绍了国内外主要钛合金生产国一些低成本钛合金的研发背景、典型力学性能以及实际应用情况,指出了降低航空用高性能钛合金材料的发展思路。

钛及钛合金材料经济性及低成本方法论述

钛及钛合金材料因具有密度小、比强度高、韧性好、无磁性、耐腐蚀性好等优异的综合性能,在航空、航天、舰船、核电等重要领域及石油、冶金、化工、电力、生物医学等民用市场有着广泛的应用。系统阐述了钛及钛合金材料的优越性能及广泛应用,对比分析了近10年来海绵钛、电解镍、电解铜、不锈钢等原材料价格变化趋势及规律,分析了实现钛及钛合金低成本化新的加工方式。利用全寿命经济性分析的方法,对不锈钢、铜合金、镍基合金、钛及钛合金在舰艇冷凝管道应用实例的对比分析及不同材料设备经济综合性分析,提出了在现有原材料价格、原料产量、加工成本、产品产量的条件下,应大力推广应用钛及钛合金材料。