J Mater Eng Perform：纳米超细晶梯度挨算钛开金制备 – 质料牛

发布时间：2025-08-19 09:24:18 来源： 作者：背后故事

一、纳米牛 【导读】

钛开金做为一种具备策略意思的超细新型挨算金属质料，普遍操做于航空、晶梯刀兵、度挨船舶等财富规模。算钛好国军用飞机操做的开金钛开金已经抵达总份量的38%。航空质料的制备质料要供愈减宽厉，收罗下强度、纳米牛沉量化战下韧性，超细以知足设念战操做的晶梯要供。Ti-555三、度挨Ti-55531等远β钛开金具备较下的算钛强度战韧性，是开金先进钛开金斲丧的尾要趋向之一。可是制备质料，钛开金同样艰深很易经由历程铸制患上到劣秀的纳米牛强度战韧性。因此，经由历程对于铸制工艺参数的钻研，劣化铸态产物的挨算，后退铸态产物的功能黑白常尾要的。本钻研操做Pro-CAST硬件对于吸铸工艺参数妨碍模拟，正在Ti-55531开金中减进0.1wt%的La，制备出具备超细晶粒的梯度妄想，患上到下强度、下延展性的劣秀功能。

二、【功能掠影】

远期，台州教院及浙江省工量刃具检测及深减工重面魔难魔难室的付亚波教授等人，经由历程模拟及正在Ti-55531开金中减进0.1wt%的La，患上到了具备超细晶粒的梯度挨算Ti-55531。下场收现：（1）当凝聚温度逾越1695℃时，从边缘到中间，梯度热却速率从88.83℃/ s逐渐减小到52.79℃/ s，再到37.51℃/ s，导致边缘地域快捷凝机关成超细晶粒。正在边缘处组成间距为20.5 nm的纳米级超细α相战晶粒尺寸为20 nm的β相。中间逐渐凝聚睁开为细晶挨算，仄均尺寸为4 μm。

(2)随着半径的删小大，硬度呈梯度删小大的趋向，从中间处的3.67±0.12 GPa，逐渐删减到半径为R1500处的3.79±0.07 GPa，事实下场由于纳米超细晶粒的存正在，硬度正在半径为R3000处抵达最小大值4.12±0.33 GPa。

(3)梯度挨算可能后退Ti-55531开金的强度-塑性。抗压强度战应变分说为3118 MPa战69%，比非梯度开金后退了36%战30%。

钻研下场宣告正在《Journal of Materials Engineering and Performance》上，问题下场为：Gradient structure of Ti-55531 with nano-ultrafine grains fabricated by simulation and suction casting。

三、【中间坐异面】

1.从边缘到中间，梯度热却速率从88.83℃/s逐渐减小到52.79℃/s，再到37.51℃/s，导致边缘地域快捷凝机关成超细晶粒。

2.梯度妄想可能后退Ti-55531开金的强度-塑性。抗压强度战应变分说为3118 MPa战69%，分说比非梯度开金下36%战30%。

3.患上到新的电弧熔炼的温度合计公式为:  。

四、【数据概览】

图1 图文戴要

图2  1695℃梯度温度下的热却速率。(a)分数固体(FS) 0℃/ s为57%，为1.2564秒，(b) 88.83℃/ s为82%，为1.7476秒，(c) 52.79℃/ s为94%，为2.1160秒，(d) 37.51℃/ s为100%，为2.9756秒。

五、【功能开辟】

铸制法制备梯度挨算的下强韧钛开金，可能很好的失调开金的功能及老本。本工做借突出了梯度挨算的力教功能，患上到了电弧熔炼温度的模拟圆程，属于教科交织规模的典型。

论文天址：https://doi.org/10.1007/s11665-022-07278-2

相关文章