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超塑性钛合金技术发展让钛合金更有利于应用

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超塑性钛合金技术发展让钛合金更有利于应用

发布日期:2018-06-12 作者: 点击:

目前,新的航空、航天、导弹材料都是钛合金。因为它强度大、比重轻、抗蚀性好。 但钛合金的弹性模量低,用一般变形方法生产复杂形状的零件十分困难。

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为解决这个困难,科技人员研制了超塑性钛合金,超塑性钛合金是在680℃~790℃之间加热,成型压力为1.40兆帕~2.10兆帕,加工时间在8分钟以内。美国利用超塑性模锻钛合金的飞机隔架,只需22.7千克的锻料即可锻出。若用普通锻造法,需锻出158.8千克的毛坯后,再经机械加工制成成型形状。当生产500架飞机时,只这一零件就可节约120万~150万美元。又如利用钛合金的超塑成型工艺制造B-1喷气式飞机的舱门、尾舱、骨架,原工艺需100个零件,经各种方法连接组装而成。如用超塑性合金,可一次成型做成,使尾舱架的重量减轻33%,成本降低55%。目前,美军使用的F-14舰载战斗机大部分机件就是钛合金厂家用这种质轻而强度高的超塑性钛合金制造的,性能十分优异。


钛合金的超塑性成形技术是利用材料在超塑性状态下的优异变形性能而发展起来的一种新技术。钛合金具有超塑性 ,其中TC4( Ti26Al24V) 以其优异的超塑性能而被认为是应用前景较好的结构钛合金 , 在结构钛合金超塑性成形工艺研究和应用方面已经取得快速的发展和良好的经济效益 , 与其他钛基合金相比 , TC4的超塑性极好,应用广泛且成熟。


TC4是目前应用极广泛的超塑性能良好的钛合金 , 因而对这种材料超塑成形后的力学性能进行研究 , 无疑是有其实际意义的。 钛合金TC4的延展性在室温相对较低 , 但在高温下有很高的延展性。高温氧化是影响 TC4 超塑性的一个主要因素 , 虽然 TC4 的抗氧化性能较好 , 但在800℃~900℃高温时 , 钛合金TC4表面的高温氧化作用 ,形成氧化膜 ,这样会产生裂纹 ,从而降低钛合金的延展性。为了防止钛合金高温成形时被氧化 ,在许多情况下 ,是在 Ar 保护下进行的。虽然这个方法能保护钛合金在超塑性过程中免受氧化 , 但它需要复杂的设备 , 很大程度地增加了工艺费用。


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