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飞机襟翼滑轨用钛合金表面激光熔注WCTC4复合涂层微观组织分析0 前言襟翼是现代机翼边缘部分的一种翼面形可动装置，是飞机上重要的增升机构。
襟翼滑轨机构主要由滑轨、滚轮以及起支撑作用的加强肋板等组件构成。
其中滚轮和滑轨构成的运动副是襟翼机构的薄弱环节，受环境和各种应力的作用，会发生腐蚀、损伤及疲劳破坏[1-5]。
通过表面改性技术来提高其抗疲劳、耐磨损和抗应力腐蚀开裂等使用性能，是当前国内外研究的热点之一[6-11]。
与其他表面改性技术相比，激光熔注(Laser melt injection, LMI)技术的熔注层和基体的化学成分呈平缓梯度过渡，无层间开裂问题；熔凝速度快，可以获得一些在平衡态所无法得到的组织和物相，有利于襟翼滑轨失效表面抗裂耐磨仿生结构层制备。
国内外学者在不同金属基体表面激光熔注制备金属基复合材料层，使得金属表面抗裂和耐磨损性能得到了明显的改善[12-13]。
刘德健，李福泉等人[14-15]采用激光熔注(LMI)技术在Q235钢表面制备WC颗粒增强的金属基复合材料(MMC)层，分别研究了激光熔注层的微观组织结构和耐磨性能，发现WC颗粒的注入位置是决定反应层尺寸的重要因素；LMI能明显改善基体的耐磨性。
陈彦宾等人[16]采用激光熔注(LMI)技术制备了WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料(MMC)层，结果表明WC 颗粒在复合材料层中的分布与其初始速度、穿越熔池表面最小临界速度以及熔池粘度有关。
J.A. Vreeling等人[17]采用LMI技术将80 μm的WC颗粒嵌入Ti-6Al-4V合金中，发现WC颗粒均匀分布，并且颗粒在熔池的整个深度和整个宽度上注入，耐磨性明显增加。
目前LMI技术主要应用于铝钛合金及钢材，但针对特殊服役条件下的飞机襟翼滑轨表面改性的研究少有报道。
为了深入研究飞机襟翼滑轨WC/TC4熔注层耐磨机理，文中采用LMI技术在TC4表面制备了金属基复合材料层。
对激光熔注层的宏观特性、微观组织及相组成进行了深入分析，进一步研究增强颗粒在熔池中的分布与变化规律。
Ti2AlNb 合金焊接综述一．Ti 2AlNb 合金特点轻质的Ti3Al 基合金由于具有突出的高温比强度和高弹性模量而引起人们的广泛关注，成为制造航空航天发动机的首选材料之一，然而室温时由于缺乏足够的形变方式和超点阵位错低的可动性等特点，显示出了室温性脆和韧性低的缺点。
1988年Banerjee等人在Ti-25AI-15Nb合金湘区淬火后回火时首先发现了0相，他们认为0相是一种畸变的a相（Cmcm空间群），其成分为Ti z AINb °Ti2AINb基合金，简称0相（Orthorhombic Phase合金，其晶体结构为有序斜方，故又称为有序斜方晶系钛铝化合物。
以O相为主要相组成的Ti2AlNb基合金由于具有较高的比强度、室温塑性、断裂韧性和蠕变抗力，且具有较好的抗氧化性、无磁性等优点，适应了未来航空航天发动机及机（弹）身结构对高比强、高比模量且综合性能优异的轻质高温结构材料的迫切要求，具有广阔的应用前景，是目前Ti3Al基合金研究中的热点。
1.Ti2AlNb 合金的成分Ti2AlNb基合金的成分通常在Ti-（18%〜30%）AI-（12.5%〜30%）Nb （原子分数），一般由a、B /B和O相中的两相或三相构成。
由于Nb含量不同，Ti2AlNb 基合金各相区的温度范围不同，在此基础上热处理得到的Ti2AlNb 基合金显微组织及性能也不同。
一般认为当Nb v 25%时，在0B2+O+a三相区热处理得到三相合金，称为第一代O相合金，名义合金成分主要有Ti-25Al-17Nb、Ti-21Al-22Nb 以及Ti-22Al-23Nb，其相组成为a+B /B+O。
当Nb为5%时，在B /B+O两相区热处理得到的B2+O 相合金称为第二代O 相合金，其名义合金成分主要有Ti-22Al-25Nb、Ti-22AI-27Nb。
该合金的特点为高Nb低Al，其相组成为B2+O 相。
研究表明，0相的强化作用比a 相大，经过热处理，得到B2相基体上分布着O 相板条的合金具有最佳的综合性能，特别是合金具有良好的蠕变性能和抗氧化性能。
TC4-DT是一种高强度、耐腐蚀的钛合金，它具有较高的损伤容限，适用于航空航天和其他高要求领域。
以下是一种熔炼方法，可用于制备TC4-DT钛合金：
1.原料准备：准备好TC4-DT合金的原料，包括纯度高的钛粉末、铝粉末以及其他合金元
素（如Vanadium、Iron等）的粉末。
2.材料混合：将所需的钛粉末、铝粉末和其他元素的粉末按照特定比例进行混合。
确保混
合均匀，以提高最终合金的均匀性和性能。
3.粉末压制：将混合后的粉末放入模具中，并利用高压设备进行压制，以形成密实的钛合
金坯料。
4.预处理：将得到的坯料进行烧结或预处理，以消除杂质、提高结晶度和晶粒尺寸，从而
增强合金的强度和耐腐蚀性。
5.熔炼：将预处理后的坯料放入特定的熔炼设备中，如电弧炉、电子束炉或等离子炉。
通
过精确控制温度和熔炼条件，使合金中的各个元素充分熔融并混合。
6.铸造：将熔融的合金倒入预先准备好的铸造模具中，进行冷却和固化。
这样可以得到所
需形状和尺寸的TC4-DT钛合金材料。
7.热处理：对铸造后的合金进行适当的热处理，以调整合金的晶体结构和性能，提高其力
学性能和损伤容限。
以上是一种常规的TC4-DT钛合金的熔炼方法，具体的工艺参数和步骤可能会因生产厂商和应用要求而有所不同。
在实际应用中，还需要根据具体要求对合金进行进一步的加工和表面处理，以满足特定的工程需求。
增材制造钛合金tc4的变形及失效机理研究增材制造技术是一种新型的制造方式，它可以快速、准确地将材料加工成所需的形状。
而钛合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空、航天、医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文将从增材制造钛合金tc4的变形及失效机理两个方面进行探讨。
我们来了解一下增材制造钛合金tc4的基本情况。
TC4是一种高温强度和抗蠕变性能优良的钛合金，其成分主要包括Ti(钒)、C(碳)等元素。
在增材制造过程中，TC4可以通过激光熔融成形、电子束成形等方式得到。
与传统的锻造或铸造工艺相比，增材制造具有更高的生产效率和更好的精度控制能力。
随着增材制造技术的应用越来越广泛，人们也逐渐发现了一些问题。
其中最突出的问题就是材料的变形性能和疲劳寿命难以满足实际需求。
这主要是由于增材制造过程中存在的一些缺陷和不足所致。
比如说，在激光熔融成形中，由于材料的熔化和凝固过程受到温度梯度的影响，容易形成内部应力集中区域，从而导致材料的变形性能下降；在电子束成形中，由于材料的蒸发和冷凝过程受到速度场的影响，容易形成表面缺陷和微裂纹，从而导致材料的疲劳寿命缩短。
为了解决这些问题，研究人员们进行了大量的实验和理论分析。
他们发现，要想提高增材制造钛合金tc4的变形性能和疲劳寿命，关键在于优化材料的微观结构和组织形貌。
具体来说，可以从以下几个方面入手：第一，改进增材制造工艺参数。
比如说，可以通过调整激光功率、扫描速度、冷却剂流量等参数来优化材料的熔化和凝固过程，减少内部应力集中区域的形成；可以通过调整电子束功率、扫描速度、偏转角度等参数来优化材料的蒸发和冷凝过程，减少表面缺陷和微裂纹的形成。
第二，引入新型添加剂。
比如说，可以添加一些纳米颗粒或者复合材料作为添加剂，以改善材料的微观结构和性能。
这些添加剂可以在材料中形成一些特殊的位点或者界面，从而起到增强强度、降低变形、提高疲劳寿命的作用。
第三，探索新的材料组合。
比如说，可以将钛合金与其他金属或者非金属材料进行复合，以获得更好的性能表现。
钛及钛合金的发展与应用研究作者：张卫解念锁来源：《科技创新导报》2011年第07期摘要:钛及钛合金具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等优良特性,是优质结构材料及新型功能材料。
文章结合钛及其合金的发展,论述了钛及其合金在航空航天工业、电力工业、石油化学工业、航海工业及汽车工业的应用。
关键词:钛及其合金性能特点发展应用中图分类号:TG146 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0071-01一个国家有色金属的消费量和生产量是衡量该国家综合实力的重要标志之一。
我国已发展成为居世界第二位的有色金属生产大国和消费大国,钛、钨、铜、锌等有色金属及其合金是我国重要的战略金属材料。
我国的人均战略有色金属资源占有量大大低于世界平均水平,加强战略金属新材料的开发应用,促进其资源保护具有重要的战略意义。
钛及钛合金由于具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀、生物相容性好、无磁性、无毒性、工作温度区宽、加工成形性好等许多优良特性,被誉为未来金属、空间金属和海洋金属,其应用已遍及现代新技术的各个领域,在国民经济中占有重要地位。
1 钛及钛合金的性能特点钛的体积质量为4.51g/cm3,比强度高,与高强度钢相比,相同强度水平可降低重量40%以上。
钛的熔点为1678℃,比铁的熔点高,是轻金属中的高熔点金属,沸点3287℃。
纯钛材容易加工,钛的塑性主要依赖于纯度。
钛越纯,塑性越大。
常温下钛为α相,呈密排六方结构,在882℃转变为体心立方结构的β相。
纯钛的电阻率和导热率与奥氏体不锈钢大致相当。
钛的比容与奥氏体不锈钢相当,但由于密度小,则热容小,容易加热,也容易冷却。
纯钛具有良好的抗腐蚀性能,不受大气和海水的影响。
在常温下,不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀;只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。
在大多数水溶液中,都能在表面生成钝化氧化膜。
因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好。
热处理对Ti-10V-2Fe-3Al钛合金力学性能的影响摘要：Ti-10V-2Fe-3Al合金是一种近β型钛合金，由于具有高强、高韧、高比强度、深淬透性和优良的热加工性在航空航天领域具有广泛的应用前景。
与目前航空航天领域用量最大的Ti-6Al-4V合金相比，Ti-10V-2Fe-3Al合金的β转变温度一般为790℃～815℃，比Ti-6Al-4V合金的β转变温度大约低100℃。
在β转变温度附近变形的流动应力与Ti-6Al-4V合金935℃变形的流动应力相当，可用于生产各类棒材、板材、锻件等产品，尤其适用于制造316℃以下工作的发动机零件。
与锻造等加工工艺相比，热处理能够在不改变工件的尺寸结构和化学成分的前提下，有效改善工件内部的微观组织，最终获得优良的使用性能和工艺性能，达到提升产品质量、延长使用寿命的目的。
关键词：热处理；Ti-10V-2Fe-3Al钛合金；力学性能；影响引言钛及钛合金具有高比强度、高塑性、耐高温、耐腐蚀、可焊接等优良的综合性能，在航空工业领域得到广泛的应用。
损伤容限设计是当前先进飞机结构设计规范的核心方法之一。
钛合金经β热处理加工后，因具有高断裂韧性、高疲劳裂纹扩展门槛值和低裂纹扩展速率等损伤容限性能，被大量用于制造新一代先进战机的关键结构承力部件，由此显著提高战机的安全性和飞行性能。
在钛合金力学性能研究方面，人们结合万能材料试验机、分离式霍普金森杆等装置开展了该类材料的静动态力学性能实验，并结合有限元分析工具进行了材料性能的数值模拟，研究了固溶、时效等热处理工艺对材料静、动态力学性能的影响。
证实了固溶温度在相变点附近时会改变钛合金动态压缩性能且时效处理会提高钛合金的动态屈服强度。
在Ti-10V-2Fe-3Al应变率范围内，该材料具有明显的应变率强化效应和一定的应变硬化效应。
1.时效温度对钛合金拉伸性能的影响钛合金通过固溶处理获得过饱和固溶体，然后在时效过程中，第二相通过形核和核长大的方式在过饱和固溶体中析出，起到时效强化、提高合金强度的作用。
第31卷 第5期2011年10月航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALSVol 31,No 5 Octber 2011TC11和TC4钛合金室温/400疲劳裂纹扩展特性研究黄新跃, 张仕朝, 鲁 原, 于慧臣(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:TC11和TC4这两种变形对这两种钛合金室温和400 的疲劳裂纹扩展试验结果及其特性进行了分析。
试验结果显示,两种钛合金的室温疲劳裂纹扩展速率的数据比较集中,而400 时的分散性比较大。
通过对造成数据分散性的原因分析,认为以平均值为期望值的线性回归拟合方法会造成偏危险的估计,因此提出了以数据上边界为基础的Paris 拟合方法。
根据两种钛合金的室温和400 时的数据,发现TC11的裂纹扩展速率比较低,具有较好的损伤容限性能。
关键词:钛合金;疲劳;裂纹扩展速率;数据拟合DOI:10 3969/j issn 1005 5053 2011 5 016中图分类号:TG146.2 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2011)05 0082 04收稿日期:2010 09 20;修订日期:2011 02 02作者简介:黄新跃(1959 ),女,博士,研究员,从事疲劳断裂研究,(E mail)xinyuehuang@ 。
TC11是我国开发的名义成分为Ti 6.5Al 3.5Mo 1.5Zr 0.25Si 的高温钛合金[1,2],可在500 以下长期使用,具有良好的综合性能,主要用来制作航空发动机的压气机盘、转子叶片等构件。
TC4钛合金是一种在飞机结构上广泛使用的钛合金,具有优异的综合性能,长时间工作温度达到400 ,在航空发动机上也主要应用于压气机部件[3,4]。
TC11和TC4都是 + 型变形钛合金,其微观结构包括 和 两种组织, 相是密排六方结构,为常温组织, 相是体心立方结构,为高温组织。
这两种组织的结合使得钛合金能够用于航空发动机的低压部件。
TC4-DT钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能分析刘颖;张传臣;张田仓【摘要】针对飞机用典型的TC4-DT钛合金线性摩擦焊接头,开展组织及接头的拉伸、冲击和低周疲劳等力学性能测试.结果表明:TC4-DT钛合金线性摩擦焊接头经过700℃+保温3h的热处理后,接头的室温和高温抗拉强度达到母材的97%以上,室温和低温冲击性能略高于母材,室温低周疲劳性能与母材相当,具有良好的综合力学性能.%The Microstructure, tensile strength, impact property and low-cycle fatigue testing properties were studied for TC4-DT liner friction welded (LFW) joint of the aircraft. Test results show that an excellent properties of weld joint can be obtained after post-weld heat treatment (temperature: 700℃ , longtime: 3h). The room and high tensile strengths of TC4-DT LFW joint can reach more than 97% of TC4-DT base metals, and the impact property of the weld joint is slightly higher than the base metal, the low-cycle fatigue property is close to the TC4-DT base metals.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)022【总页数】4页(P83-86)【关键词】TC4-DT钛合金;线性摩擦焊;力学性能【作者】刘颖;张传臣;张田仓【作者单位】中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室,北京 100024;中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室,北京 100024;中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室,北京 100024【正文语种】中文TC4-DT钛合金是为了满足新一代飞机对长寿命、高损伤容限和良好耐久性的设计需求，在TC4钛合金基础上，通过成分设计优化、纯净化熔炼和β热加工工艺等途径，改善合金损伤容限性能，使其成为具有900MPa强度级别和高断裂韧性的损伤容限型两相钛合金[1]。
