钛及钛合金大规格棒材换向镦拔工艺研究

国内外钛合金研究的发展现状及趋势
近年来，钛合金作为一种新型材料，广泛应用于航空、航天、海洋、化工、医疗等领域。

本文将介绍国内外钛合金研究的发展现状及
趋势：
一、国内钛合金研究现状
国内钛合金研究起步较晚，但近年来快速发展。

在技术上已经取得了
一定的成果，研究重点集中在钛合金的制备、改性和应用等方面。

其中，还包括正交实验和贝叶斯优化等。

二、国外钛合金研究现状
国外钛合金研究历史较长，先进的加工技术和分析设备更加完善。

目前，美国、德国、日本等国家的研究机构对钛合金金属材料进行了广
泛的研究，尤其是对高强度、高温和腐蚀性能的提升等方面做出了许
多突破性进展。

三、国内外钛合金研究的发展趋势
（1）材料制备技术的提高。

采用精细制备技术的方法进行钛合金材料
的制备，降低金属内在缺陷，提高材料的物理和化学性能。

（2）材料改性研究的深化。

开展形变机制、晶粒细化和快速凝固等方
面的研究，进一步提高钛合金材料的力学性能和耐腐蚀性能。

（3）纳米级钛合金的研究。

通过纳米级的制备方法对钛合金进行研究，有望发现新的物理和化学特性，促进钛合金材料的发展。

（4）电化学合成技术的发展。

利用新型氟化剂、阴离子表面改性剂、
稀土元素等对合成过程进行优化，提高电化学合成钛合金的效率和成
本效益。

综上所述，钛合金作为一种重要的先进材料，在国内外都受到了
广泛的关注和研究，未来也有着广阔的发展前景。

钛合金的研究与开
发的不断深入，必将在航空、航天、海洋等高端应用方面发挥出更大
的作用。

钛及钛合金的表面处理摘要：本文对钛及钛合金的表面处理的方法进行了综述，随着钛合金在航天航空、舰船、石油、化工以及其他行业的不断应用，世界各国尤其是发达国家和发展中国家的研究工作者为克服钛合金的缺点正做着各种尝试和努力，钛合金的表面处理方法也取得了长足的进展。

关键词：钛及钛合金表面处理研究方法1 引言钛及钛合金具有低密度、良好的耐腐蚀能力、高比强度以及令人满意的生物相容性，在航空航天、化工、生物医学等领域得到广泛的应用，并为社会带来巨大的经济效益。

然而，钛及钛合金表面硬度低，在滑动摩擦条件下摩擦力学性能差，特别是抗摩擦和磨损性能较差的钛合金，严重地限制了其应用范围。

为了有效地利用钛合金的优良性能，对其进行表面处理，是一种改善钛合金缺陷使其最大限度地发挥其优势的重要措施之一。

2 表面处理方法2.1 电镀在钛合金表面主要有镀镍、镀硬铬、镀银等，镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。

电镀前必须对钛合金表面进行预处理，膜层与基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问题，要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层，镀覆预处理是非常重要的步骤，而预处理的关键是“活化成膜”处理，若选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和提高镀覆层与基体的结合强度[1]。

2.2 交流微弧氧化微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。

它从阳极氧化发展而来．但它施加了几百伏的高压，突破了阳极氧化对电压的限制。

该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。

对钛合金表面微弧氧化，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。

改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有很好的应用前景[2]。

2.3 表面氧化处理一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金Co、Cr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差，而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。

因此，新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理，以提高其抗磨性。

装备制造与教育第三十三卷二O 一九年第三期︵总第一百一十五期︶装备制造与互联网主持：杨洪富周杰EQUIPMENT MANUFACTURING AND EDUCATION钛合金为同素异构体合金,有密排六方晶格的结构的α钛和体心立方结构的β钛。

随着钛合金的温度改变,组织结构发生变化,会形成α相和β相钛,在一定温度下形成α+β相组织钛合金,也称双相钛合金,我国用TC表示。

TC4钛合金属于Ti-Al-V系合金,其具有密度小、比强度高和良好的耐腐蚀性能等优点,广泛应用于航空航天、汽车、化工和船舶等行业[1-9]。

近几年国内对TC4钛合金热处理工艺研究取得了较大成果,但鲜有总结近几年TC4钛合金热处理工艺的研究现状的文章,因此作者将对TC4钛合金热处理工艺的研究现状及未来发展方向做出阐述。

1固溶处理TC4钛合金在固溶处理前是典型的α+β型钛合金但具有冷轧成型加工困难和耐磨性差等缺点[10],对其进行固溶处理是为了获得稳定的等轴α相,TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展※孟宪伟,赵锦秀,程建雄,简勇,刘世铎(四川工程职业技术学院材料系,四川德阳618000)[摘要]阐述了TC4钛合金热处理工艺研究现状,分析固溶处理中固溶温度和冷却速率、时效处理中时效温度和时效时间对TC4钛合金的综合力学性能的影响,并针对深冷处理减少残余奥氏体的方法进行总结。

最后,提出TC4钛合金热处理工艺未来研究方向。

[关键词]TC4钛合金;热处理工艺;固溶;时效;深冷处理中图分类号:TG146.1+3文献标志码:AThe Research Status and Progress of Heat-treatmentProcess for TC4Titanium AlloyMeng Xianwei,Zhao Jinxiu,Cheng Jianxiong,Jian Yong,Liu Shiduo(Sichuan Engineering Technical College,Deyang,Sichuan,618000,China)Abstract:The research status of heat treatment process of TC4titanium alloy was expounded,and the effectsof solution temperature and cooling rate,aging temperature and aging time on the comprehensive mechanicalproperties of TC4titanium alloy were analyzed,and the methods of cryogenic treatment to reduce residualaustenite were summarized.Finally,the future research direction of TC4titanium alloy heat treatment processis proposed.Key Words:TC4titanium alloy;heat-treatment process;solid solution;aging;cryogenic treatment[收稿日期]2019-07-20[作者简介]孟宪伟(1989-)男,硕士研究生,四川工程职业技术学院材料系助教;研究方向:新材料的制备及性能探究。

冶金冶炼M etallurgical smeltingTC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展郭 凯，何忝锜，和 蓉（西安西工大超晶科技发展有限责任公司，陕西　西安　７１０２００）摘 要：本文首先针对ＴＣ４钛合金的热处理工艺，当下在固溶处理（固溶温度、冷却速率）、时效处理（时效温度、时效时间）、深冷处理，这几方面的研究现状进行了分析，然后针对这些研究的现状，在未来的发展趋势上提出了几点分析，以供各位业界同仁参考和指导。

关键词：ＴＣ４钛合金；热处理；工艺中图分类号：ＴＧ１５６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０７－００１６－２Research status and progress of heat treatment process of TC4 titanium alloyGUO Kai, HE Tian-qi, HE Rong（Ｘｉ＇ａｎ　ｘｉｇｏｎｇｄａ　Ｃｈａｏｊｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７１０２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ＴＣ４　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ，　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　（ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｒａｔｅ），　ａｇｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　（ａｇｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ａｇｉｎｇ　ｔｉｍｅ），　ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ，　ｓｅｖｅｒａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｗｅｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ，　ｆｏｒ　ｙｏｕｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｇｕｉｄｅ．Keywords: ＴＣ４　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ；　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；　ｐｒｏｃｅｓｓ近些年来我国对TC4钛合金，在热处理的工艺研究上，取得了一些比较大的成果，TC4钛合金因此被广泛的应用到了汽车、航空航天、化工、船舶等一些行业。

钛合金加工钛合金加工是一种高级金属加工工艺，用于将钛合金材料加工成各种形状和尺寸的零件或产品。

钛合金具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能，因此广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗器械等领域。

本文将介绍钛合金加工的工艺流程、常见的加工方法和注意事项。

一、钛合金加工的工艺流程1. 材料准备：选择合适的钛合金材料，包括纯钛和钛合金。

钛合金的成分可以根据具体需求进行调整，以满足不同的性能要求。

2. 材料切割：将钛合金材料切割成所需的形状和尺寸。

常用的切割方法包括锯切、激光切割和水刀切割等。

3. 热处理：对切割后的材料进行热处理，以提高材料的硬度和耐磨性。

热处理过程包括加热、保温和冷却等步骤。

4. 成型加工：将热处理后的材料进行成型加工，包括冷冲压、热冲压、挤压和锻造等。

这些工艺可以将钛合金材料加工成各种复杂的形状和结构。

5. CNC加工：采用计算机数控(CNC)加工技术对钛合金进行精密加工。

这种加工方法可以实现高精度、高效率的加工，适用于制作钛合金零件的高要求。

6. 表面处理：对加工完成的钛合金零件进行表面处理，以提高其装饰性和耐腐蚀性。

常用的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂和化学镀等。

7. 装配和检测：将加工和处理完毕的钛合金零件进行装配，并进行质量检测。

这些检测方法包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。

二、常见的钛合金加工方法1. 机械加工：包括车削、铣削、钻孔和车床加工等。

这些方法适用于加工大尺寸和复杂形状的钛合金零件。

2. 焊接：钛合金的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。

在焊接过程中，需要注意保护气氛和控制焊接温度，以确保焊接质量。

3. 粉末冶金：将钛合金粉末制成复杂形状的零件。

这种方法可以实现高精度、高效率的生产，适用于批量生产钛合金零件。

4. 热等静压：将钛合金粉末经过高温和高压的作用，使其烧结成密实的零件。

这种方法可以得到高致密度、高强度的钛合金零件。

5. 化学加工：例如化学刻蚀、电解抛光和化学蚀刻等方法，用于对钛合金零件进行表面清洁和加工处理。

加工工艺对TA10大规格棒材力学性能的影响王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【摘要】本文采用不同的锻造工艺分别生产不同氧含量TA10钛合金大规格棒材,时其组织及性能进行了对比研究.发现间隙元素氧含量对大规格棒材室温塑性影响很大,随着氧含量的增加,严重的晶格畸变强烈阻碍位错运动,增加强度的同时严重降低材料塑性.此外,随着锻造温度的降低,两相区变形程度增加,可获得均匀细小的等轴组织,该组织具有良好的综合力学性能.实验结果表明:由于氧含量与锻造工艺的不同,导致同规格棒材组织性能存在较大差异.合理控制氧含量,并采用低温大变形锻造工艺生产的大规格TA10钛合金棒材晶粒尺寸可以控制在35μm以内,且综合力学性能优异.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P43-45)【关键词】TA10钛合金;大规格棒材;锻造工艺;氧含量;力学性能【作者】王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【作者单位】宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3工作单位：宝鸡钛业股份有限公司研究方向：从事金属材料工艺研究联系方式：************， E-mail：****************TA10（Ti-0.3Mo-0.8Ni）属于近α型钛合金，其微量元素钼、镍可以形成比纯钛低的阴极超电压，可明显提高工业纯钛的抗缝隙腐蚀和点腐蚀能力，且价格远远低于高成本的TA9钛合金，因而常用于化工行业，如生产氯化锌的换热器，处理稀盐酸蒸汽的换热器及真空制盐装置等［1，2］。

工业科学技术概述2008年，工业科学技术在冶金、材料、机械制造与装备、电子信息、民用航空航天、化工、建筑、纺织、轻工等领域的科研或重大科技创新与产业化项目的实施，进展顺利，取得了显著成效。

冶金工业在低品位菱铁矿选矿技术、煤气透平与高炉鼓风同轴驱动的能量回收机组的研发得到应用。

材料工业研制的高性能锆合金材料、Mo-3Nb合金单晶材料、活性超细锆粉、Ti-6Al-4V钛合金棒材、复合稀土强化耐高温钼合金、大面积薄复层TA2/Q235B复合板技术达到国际水平。

Ⅱ-VI族化合物半导体晶体材料研制取得显著成就。

机械制造与装备工业在金属锻压领域，中国重型机械研究院研制的165MN自由锻造油压机、国产首套镀锡基板轧制生产线、数控轧环机、矫直机填补了国内空白；西北工业大学经过13年的研究，开发的系列激光立体成形与修复装备的应用，解决了国家高新工程一批急迫的技术难题；陕西工业研究院等单位承担的数控机床等重大科技创新与产业化项目效果良好。

在电网工程领域，西安高压电器研究所历时5年研发的±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统，打破了国外在换流阀电气试验领域的垄断地位；西安西电变压器公司等单位研制的高压直流输电重大技术装备，使中国成为世界上少数几个可以生产该成套设备的国家之一；研制的DZ-40000/1000电力变压器达到国际先进水平；西安西电电力整流器公司研发的直流光控换流阀、电控换流阀、晶闸管在交流变直流输电中的应用节约了投资。

西安交通大学等单位历时12年研发的系列智能电器产品，实现了开关电器行业关键技术的重大创新。

电子信息技术由西安电子科技大学等单位研制的反射面天线机电集成设计软件平台，广泛应用于天线工程；西安电力电子技术研究所研制的5英寸超大功率整流管是世界上同类型电力半导体器件功率最大综合性能指标最高的整流管；西安交通大学等单位在多波混频的超快控制等方面开拓了研究的新领域；该校带电粒子束源系列关键技术的研发与应用研制的中国第一台气体和金属两用离子源等产品技术水平达到国外同等领先水平。

钛合金铸造工艺钛合金是一种高强度、轻量化的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

钛合金铸造工艺是将钛合金熔化后注入模具中，经过冷却凝固形成所需的零部件或构件的一种生产工艺。

钛合金铸造工艺主要分为砂型铸造、精密铸造和气动压力铸造三种。

1. 砂型铸造砂型铸造是将钛合金熔化后倒入模具中，冷却凝固形成所需零部件或构件的一种传统的铸造工艺。

该工艺适用于大型、复杂形状的零部件或构件的生产。

其优点是生产周期较短，成本相对较低。

缺点是表面粗糙度较高，需要进行后续加工处理。

2. 精密铸造精密铸造是通过先制备出模具，然后将钛合金在真空环境下加热至液态状态，再注入模具中进行冷却凝固形成所需零部件或构件的一种高精度、高质量的铸造工艺。

该工艺适用于小型、复杂形状的零部件或构件的生产。

其优点是表面粗糙度低，尺寸精度高，可减少后续加工处理。

缺点是生产周期较长，成本相对较高。

3. 气动压力铸造气动压力铸造是将钛合金在高温高压下注入模具中进行冷却凝固形成所需零部件或构件的一种新型铸造工艺。

该工艺适用于中小型、复杂形状的零部件或构件的生产。

其优点是生产效率高，成本相对较低；表面质量好，尺寸精度高；可同时生产多个零部件或构件。

缺点是模具制备难度大，需要先进行模具设计和制备。

钛合金铸造工艺中，还需要注意以下几个方面：1. 熔炼过程钛合金在熔炼过程中易受到氧化和污染，因此需要采用真空电弧熔化等特殊方法进行熔炼。

2. 模具制备模具制备需要考虑到钛合金的特殊性质，如收缩率大、热膨胀系数小等因素，以确保生产出符合要求的零部件或构件。

3. 后续加工处理钛合金铸造后的零部件或构件需要进行后续加工处理，如去除毛刺、磨光表面等，以提高其表面质量和尺寸精度。

总之，钛合金铸造工艺是一种重要的制造技术，可广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的铸造工艺，并注意熔炼过程、模具制备和后续加工处理等方面的问题，以确保生产出高质量的钛合金零部件或构件。

tc4钛棒加工工艺tc4钛棒是一种常用的钛合金材料，具有高强度、耐腐蚀等优良特性，在航空航天、船舶制造、化工等领域有着广泛的应用。

本文将介绍tc4钛棒的加工工艺。

一、tc4钛棒的材料特性tc4钛棒是由钛合金tc4制成的，tc4钛合金是一种α+β型钛合金，具有良好的热处理性能。

它的主要成分为钛、铝、钒、铁等元素，具有高强度、低密度、优良的耐腐蚀性和热稳定性等特点。

这使得tc4钛棒广泛应用于高强度、耐腐蚀的场合。

二、tc4钛棒的加工工艺1. 钛棒的切割需要将tc4钛棒按照要求的长度切割成坯料。

常用的切割方法有锯切、割切和切割等。

切割时需要注意避免切割过热，以免影响钛棒的性能。

2. 钛棒的粗加工粗加工是将切割好的tc4钛棒进行形状修整和表面去除。

常用的粗加工方法有车削、镗削、铣削等。

在粗加工过程中，需要控制好切削速度和切削深度，以确保加工表面的粗糙度和尺寸精度。

3. 钛棒的热处理热处理是为了改善钛棒的力学性能和耐腐蚀性能。

常用的热处理方法有固溶处理、时效处理等。

固溶处理是将钛棒加热至一定温度，保持一定时间后迅速冷却，以消除钛合金中的固溶相。

时效处理是在固溶处理后将钛棒再次加热至一定温度，保持一定时间后冷却，以形成更细小的相。

4. 钛棒的精加工精加工是对tc4钛棒进行更细致的加工，以达到所需的尺寸和形状要求。

常用的精加工方法有磨削、拉伸、冲压等。

在精加工过程中，需要注意控制加工参数，避免过度加热和过量切削，以免影响钛棒的性能。

5. 钛棒的表面处理表面处理是为了提高tc4钛棒的表面质量和耐腐蚀性。

常用的表面处理方法有酸洗、喷砂、阳极氧化等。

酸洗可以去除钛棒表面的氧化物和污染物，喷砂可以提高表面的粗糙度，阳极氧化可以形成一层氧化膜，增加钛棒的耐腐蚀性。

6. 钛棒的检测和质量控制在加工过程中，需要对tc4钛棒进行检测和质量控制，以确保产品的质量。

常用的检测方法有尺寸测量、化学成分分析、力学性能测试等。

质量控制包括过程控制和出厂检验，通过控制加工参数和加强质量管理，提高产品的一致性和稳定性。

冷镦：就是利用金属的塑性,采用冷态力学进行施压或冷拔，达到金属固态变形的目的。

（基本定义)在室温下把棒材或线材的顶部加粗的锻造成形方法。

冷镦主要用於制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。

锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80～90％。

冷镦多在专用的冷镦机上进行，便於实现连续、多工位、自动化生产.在冷镦机上能顺序完成切料、镦头、聚积、成形、倒角、搓丝、缩径和切边等工序。

生产效率高，可达300件/分以上,最大冷镦工件的直径为48毫米。

冷镦螺栓工序示意图为冷镦螺栓的典型工序。

多工位螺母自动冷镦机为多工位螺母自动冷镦机。

棒料由送料机构自动送进一定长度,切断机构将其切断成坯料,然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行成形。

冷镦是指原材料在常温下进行冲压,热镦是指原材料在经过加温后进行冲压，具体的用途没有特别的要求，一般情况下都要求用冷镦，因为这样的表面光洁度，材料的组织成份会比较紧密些，还有就是较大的工件常采用热镦加工。

锻造头部，也叫热墩,把头部加热烧红,挤压成型；螺丝的六角头是墩出来的吗?绝大多数是墩出来的，因为这样可以节省材料。

根据墩锻机吨位大小和螺栓直径，可以采用冷墩或热墩工艺.小批量的专用或特殊螺栓的六角头是车削后铣成的。

丝又是怎样制出的?单件小批量可以用板牙套丝、车床挑丝、旋风铣铣制等方法。

大批量生产中常采用搓丝机搓丝、滚丝机滚丝的方法,效率很高。

因为螺栓杆成形方法有冷拔和缩径，所以这种螺栓的没有螺纹的部分直径不一定略小.采用冷拔时，略小；采用缩径时，可以与螺纹等径或稍大。

螺栓整个是压铸造的吗？如果螺栓材料为铝合金、锌合金、铜合金等低熔点的合金或金属，也可以采用压铸成型的方法。

钢制的不采用压铸制造。

螺栓的六角头的成形不能一概而论，有冷墩的、有热墩的、有镦后直接出成品的，也有镦后再机加工的，也有全部机加工的.镦制的螺栓头部是有加工痕迹的，在根部有模具的夹具痕迹。

ElectricWelding MachineVol.52No.6Jun.2022第52卷第6期2022年6月Ti150与TC19异种钛合金钎焊工艺与接头性能研究淮军锋1，2，尚泳来1，2，任海水1，2，丁宁3，静永娟1，2，郭万林1，21.中国航发北京航空材料研究院焊接与塑性成形研究所，北京1000952.北京市航空发动机先进焊接工程技术研究中心，北京1000953.空军装备部驻北京地区第六军事代表室，北京100024摘要：高温钛合金Ti150是能在600℃环境下长期服役的新型高温钛合金，TC19钛合金是一种富β的α+β两相钛合金，具有高强度、高韧性的特点。

采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni （wt .%）非晶合金箔带作为钎料，进行了Ti150高温钛合金与TC19钛合金的真空钎焊连接工艺研究。

通过扫描电镜分析接头组织，利用万能试验机测试接头室温和高温拉伸强度。

结果表明：在930℃/35min 钎焊条件下，接头室温抗拉强度955.3MPa ，500℃高温抗拉强度达到540.0MPa ，550℃高温抗拉强度达到505.6MPa ，接头室温拉伸试样断裂于焊缝，断口总体为脆性断裂，接头高温500℃、550℃拉伸试样均断于Ti150基体上或近Ti150端面上，Ti150基体端断口有明显的延伸塑性变形。

关键词：Ti150高温钛合金；TC19钛合金；异种材料连接；钎焊；力学性能中图分类号：TG454文献标识码：A文章编号：1001-2303（2022）06-0093-06Research on the Brazing Process and Joint Properties of Ti150/TC19Dissimilar Titanium AlloysHUAI Junfeng 1,2,SHANG Yonglai 1,2,REN Haishui 1,2,DING Ning 3,JING Yongjuan 1,2,GUO Wanlin 1,2boratory of Welding and Forging,Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China2.Beijing Engineering Technology Research Center for Advance Welding of Aero-Engines,Beijing 100095,China3.The Sixth Military Representative Office of Airforce in Beijing,Beijing 100024,ChinaAbstract:High temperature titanium alloy Ti150was developed for the aero-engines with high thrust-weight ratio and with long-term service temperature of 600℃.TC19is a two-phase (α+β)titanium alloy with high strength and toughness.The vacuum brazing process of the two titanium alloys was conducted using Ti-21Cu-13Zr-9Ni （wt .%）as filler metal.The joint microstructure and element distribution of joint were analyzed by means of SEM and EDS,meanwhile the tensile strength of the joint was measured at the room temperature and high temperatures by universal testing machine.The results showed that under the brazing condition of 930℃/35min,the joint tensile strength at room temperature reached up to 955.3MPa,and the strength of 540.0MPa and 505.6was maintained at 500℃and 550℃,respectively.The tensile specimens at room tem ‐perature fractured within the brazed seam and the fractured surface exhibited brittle characteristics.The tensile specimens fractured within the Ti150metal substrate when tested at 500℃and 550℃,and plastic deformation was observed at the fractured surface.Keywords:Ti150high temperature titanium alloy;TC19;dissimilar material connection;brazing;mechanical properties引用格式：淮军锋，尚泳来，任海水，等.Ti150与TC19异种钛合金钎焊工艺与接头性能研究［J ］.电焊机，2022，52（6）：93-98, 104.Citation:HUAI Junfeng,SHANG Yonglai,REN Haishui,et al.Research on the Brazing Process and Joint Properties of Ti150/TC19Dissimilar Tita ‐nium Alloys[J].Electric Welding Machine,2022,52(6):93-98,104.*收稿日期：2022-04-15基金项目：国家自然科学基金资助项目（51804286）；北京市自然科学基金资助项目（3212014）作者简介：淮军锋（1980—），男，学士，工程师，主要从事钎焊材料及钎焊工艺研究。

钛合金研究新进展及应用现状摘要：综述了钛合金的发展历程及当今的研究应用新进展，并对我国钛合金的应用前景做出展望。

关键词：钛合金；发展；研究；应用1 钛合金的发展历程钛是20 世纪50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家如美国、日本、俄罗斯以及中国等都认识到钛合金材料的重要性，并相继对其进行了研究开发，得到了实际应用[1~3]。

美国钛工业起步较早，其规模和技术目前都处在世界领先地位，一开始就注重钛合金材料的基础研究，并以此指导钛合金材料的应用和开发，取得了举世瞩目的成就。

第一个实用的钛合金就是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V 合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。

20 世纪50～60 年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70 年代开发出一批耐蚀钛合金，80 年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。

耐热钛合金的使用温度已从50 年代的400 ℃提高到90 年代的600～650℃。

α2 (Ti3Al)和γ（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。

结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。

目前，美国航空航天用钛量最大，在20世纪80 年代以后设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中，钛合金的用量已稳定在20%以上[4,5]。

2 钛合金的研究新进展近年来，各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金，努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域。

国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面[6]。

2.1 高温钛合金世界上第一个研制成功的高温钛合金使用温度仅为300~350 ℃。

随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550，BT3-1 等合金，以及使用温度为450~500 ℃的IMI679，IMI685，Ti-6246，Ti-6242 等合金。

钛合金切削加工技术研究进展摘要：钛合金具有比强度高、热强性好、耐腐蚀性高的特点，因此在航空领域得到广泛应用。

本文首先简要描述了钛合金相对其他金属材料的优势和其在航空领域的应用现状，然后从材料特性方面综述了其切削加工性的特点。

最后，根据钛合金加工过程中高温、高粘的特性优选刀具结构及材质，叙述了钛合金切削工艺研究现状。

关键词：钛合金；刀具；工艺钛及钛合金是国防、经济和技术发展的战略要素，它们被称为战略金属，21世纪的第三代金属，广泛应用在航空发动机和飞机制造业。

同其他金属结构材料比较，其具有三个显著优点：比强度高、热强性好、耐腐蚀性高。

金属钛及其合金作为结构材料具有许多吸引人的特性，但它们也有一个主要缺点，即初始成本较高。

其中，造成钛合金零件价格高的原因有很多，加工成本是主要原因之一。

因钛合金材料黏性大、温度高极易造成刀具磨损，为减小刀具损耗，往往加工速度比普通钢件低50%，如何优选加工刀具，提高钛合金材料的加工效率，成为钛合金切削加工领域的难题。

一、钛合金在航空领域的应用在航空制造领域的选材方面，通常从这几个方面入手：1、能够减轻飞机的重量。

钛合金具有较高的比强度(强度密度比)，使其拥有较低的密度(比钢低50%)和机械性能。

例如，在起落架结构中，由于钛合金具有更好的强度密度比，用钛合金替代高抗拉强度钢材可显著减轻重量。

2、具有抗腐蚀性。

与钢不同，钛合金不存在腐蚀问题，从而降低了定期维护成本，提高了资产利用率。

3、能够承受飞机在高速飞行中产生的热载荷。

钛合金的热膨胀系数不到铝合金的一半，比钢低约75%。

即使在较小的温度范围内，钢或铝合金的热膨胀系数也可能导致部件变形甚至断裂，钛合金则不会出现这种情况。

目前最为典型的钛合金材料Ti-6Al-4V合金，它是1954年美国研制成功的，由于它的耐热性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，成为钛合金工业中使用量高达75%~85%的钛合金，现在仍是航空应用的主体，其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V的改型。

《钛合金A-TIG焊接工艺的应用研究》一、引言随着现代工业技术的快速发展，钛合金因其优异的机械性能、耐腐蚀性能和轻质特性，在航空、航天、医疗、化工等领域得到了广泛应用。

然而，钛合金的焊接是一项具有挑战性的工艺，需要高精度的焊接技术和严格的工艺控制。

活性TIG（Active TIG，简称A-TIG）焊接工艺作为一种先进的焊接技术，在钛合金的焊接中展现出良好的应用前景。

本文旨在探讨钛合金A-TIG焊接工艺的应用研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、钛合金A-TIG焊接工艺概述A-TIG焊接工艺是一种在TIG焊接基础上，通过引入活性元素（如氩气、氮气等）来改善焊缝成型和性能的焊接方法。

在钛合金的焊接中，A-TIG工艺能够有效地消除焊接过程中的氧化问题，提高焊缝的力学性能和耐腐蚀性能。

三、钛合金A-TIG焊接工艺的应用研究1. 焊接参数优化针对不同厚度的钛合金板材，通过调整A-TIG焊接工艺的参数（如电流、电压、焊接速度等），可以获得最佳的焊缝成型和性能。

研究表明，适当的焊接参数能够有效地控制焊缝的晶粒大小和分布，从而提高焊缝的力学性能。

2. 活性元素的选择与控制活性元素的选择对A-TIG焊接工艺的效果具有重要影响。

研究表明，适量的活性元素能够有效地消除钛合金焊接过程中的氧化问题，提高焊缝的成型质量。

同时，活性元素的控制也是关键，过量的活性元素可能导致焊缝产生气孔等缺陷。

3. 焊后处理与性能评估焊后处理是提高焊缝性能的重要环节。

通过对焊缝进行适当的热处理或机械处理，可以消除焊缝内部的残余应力，提高焊缝的力学性能和耐腐蚀性能。

同时，对焊缝进行性能评估也是必要的，包括对焊缝的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能等进行检测和评估。

四、应用实例分析以某型航空发动机钛合金部件的A-TIG焊接为例，通过优化焊接参数和活性元素的选择与控制，成功地实现了钛合金部件的高质量焊接。

经过焊后处理和性能评估，焊缝的力学性能和耐腐蚀性能均达到了设计要求。