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近五年鈦合金材料研發(fā)和應用進(jìn)展

2021-03-03 15:14:44

導讀:鈦合金因具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫、耐低溫、無(wú)磁、可焊、生物相容性好等優(yōu)異的綜合性能,在航空、航天、核工業(yè)、兵器、海洋、石油、化工、醫療、日常生活等眾多領(lǐng)域都有著(zhù)重要的用途。近5年國內鈦行業(yè)工藝、技術(shù)和產(chǎn)品等得到提升。

  一、主要工程技術(shù)進(jìn)展

  鈦材產(chǎn)量由2015年的4.86萬(wàn)噸上升到2019年的7.53萬(wàn)噸,增長(cháng)了55%。

 ?。?)多種鈦合金材料成功用于我國重要工程。高強高韌損傷容限鈦合金TC21和中強高韌損傷容限鈦合金TC4-DT實(shí)現大規格棒材批量化生產(chǎn),成功用于我國新型戰機等。新型CT20低溫鈦合金管、板、絲材及管件等成功應用于我國新一代航天器中。特殊耐蝕鈦合金Ti35應用于核乏燃料后處理設備。

       (2)鈦合金熔煉技術(shù)得到提升。實(shí)現了SP700、Ti-1023等易偏析鈦合金的3~5t級高均質(zhì)鑄錠的工業(yè)化制備,掌握了TC4、Ti80、TA15等常用鈦合金10t級超大規格高均質(zhì)鑄錠的制備技術(shù)。電子束冷床爐熔煉的多組元鈦合金扁錠的成分均勻性有明顯提升。

       (3)鈦合金鍛造技術(shù)水平邁上新臺階。掌握了TC4、TC21、TC18、TC4-DT、TA15等常用鈦合金高品質(zhì)大規格鍛坯及棒材的穩定化制備技術(shù)。

       (4)鈦合金板材制備技術(shù)得到提升。TC4、TC4 ELI、Ti70、TA5等鈦合金板材獲得成功應用。開(kāi)發(fā)出航空用高品質(zhì)TC4鈦合金厚板生產(chǎn)新工藝。開(kāi)發(fā)出超大規格鈦合金厚板制備工藝,制備出國內最大規格及單重的TC4鈦合金厚板,滿(mǎn)足深??臻g站和艦船等裝備對超大規格鈦合金構件的需求。實(shí)現細晶TC4和TA15等鈦合金超塑板材的批量應用。

開(kāi)發(fā)出低成本高強度Ti-5322鈦合金板材制備技術(shù),開(kāi)發(fā)出裝甲用TC4鈦合金板材制備工藝,并將其拓展應用于高爾夫球頭。

       (5)大口徑鈦及鈦合金無(wú)縫管材及彎管制備技術(shù)得到提升。制備出合格的大口徑鈦及鈦合金無(wú)縫管材及彎管,如TA2的外徑大于200mm、長(cháng)度大于3m的無(wú)縫管;Ti-75、Ti80和TC4的外徑大于260mm、長(cháng)度大于3m的無(wú)縫管。

 ?。?)鈦合金型材及深加工制品制備技術(shù)得到提升。制備的鈦膈膜、鈦毛細管、環(huán)形氣瓶、球形儲箱、藥型罩、絲材、各種管件等制品尺寸和性能穩定性得到提升。

       二、主要新合金的研制和應用進(jìn)展

 ?。?)研制出強度為800MP、900MPa、1000MPa級的鈦合金以及放射性快速衰減的鈦合金,制備出合金棒材、板材、管材等。

 ?。?)新研制的Ti-60高溫鈦合金用于我國新型航空發(fā)動(dòng)機工程化階段。

 ?。?)開(kāi)發(fā)出Ti-1300、TB15、TB17、TB18、Ti-7333、Ti-5321等航空、航天用高強韌鈦合金。

 ?。?)開(kāi)發(fā)出M36合金,用于制備多功能戰斗部,開(kāi)發(fā)出Ti-6432、TR154等低成本鈦合金。

 ?。?)開(kāi)發(fā)出Ti-60、Ti-65、Ti-650等高溫鈦合金,高強高韌損傷容限鈦合金TC21,中強高韌損傷容限TC4-DT,阻燃鈦合金Ti-40,低溫鈦合金CT20,超高強韌鈦合金Ti-1300,高強鈦合金Ti-26,低成本鈦合金Ti-12LC,乏燃料后處理工程用特種耐蝕鈦合金Ti-35,船用鈦合金Ti-70等。

  三、鈦合金材料的發(fā)展方向

 ?。?)鈦合金材料的成本需要進(jìn)一步優(yōu)化。通過(guò)工藝流程再造、工藝技術(shù)變革、高效短流程工藝、殘廢料大量回收使用、低成本的新工藝和新技術(shù)的應用、全流程設計、低成本鈦合金研發(fā)等等多個(gè)環(huán)節,降低鈦合金材料的成本。

 ?。?)面向國家重大需求和國際前沿技術(shù)及滿(mǎn)足國防新要求,開(kāi)展新合金、新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品研發(fā),強化原創(chuàng )性理論研究及應用基礎研究。

 ?。?)大力發(fā)展“高、精、尖” 產(chǎn)品和深加工制品的制備技術(shù),攻克高端產(chǎn)品,滿(mǎn)足應用需求,如高強度管材、薄壁型材、箔材、高質(zhì)量超長(cháng)管、超大規格棒材、寬幅厚板/薄板、高質(zhì)量絲材、膈膜、各類(lèi)型管件、球形儲箱、環(huán)形氣瓶、藥型罩、緊固件等。

 ?。?)強化鈦合金近凈成形技術(shù)研究及應用。

 ?。?)精簡(jiǎn)鈦合金牌號,發(fā)展主干鈦合金,避免重復研究。

 ?。?)建立鈦合金材料數據庫及合金設計的專(zhuān)家系統,通過(guò)集成計算,指導新合金設計。



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