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發(fā)布時(shí)間:2020-09-07 09:22  
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純鈦在熱軋過(guò)程中很容易在表面生成一種脆而硬的氧化層,在對(duì)鈦卷進(jìn)行冷軋之前需要對(duì)熱軋鈦卷進(jìn)行表面處理,去除其表面的氧化層,為后續(xù)的冷軋工序做準(zhǔn)備。鈦中雜質(zhì)的存在,對(duì)其機(jī)械性能影響極大,特別是間隙雜質(zhì)(氧、氮、碳)可大大提高鈦的強(qiáng)度,顯著降低其塑性。熱軋鈦卷表面的氧化層主要成分為TiO2,其次還有低價(jià)鈦氧化物TiO、Ti2O3和高價(jià)鈦氧化物TiO3。在對(duì)熱軋鈦卷進(jìn)行表面處理時(shí)一般采用酸洗工藝,利用以作為主要成分的混酸對(duì)熱軋鈦卷表面的氧化層進(jìn)行腐蝕。傳統(tǒng)的酸洗工藝在酸洗過(guò)程中需要添加較高濃度的酸液,酸洗時(shí)間也較長(zhǎng),酸洗后鈦卷表面存在酸液殘留易形成酸斑,同時(shí)不能進(jìn)行連續(xù)化的工業(yè)生產(chǎn);且傳統(tǒng)的酸洗工藝在混酸中會(huì)加入HCL、H2SO4等無(wú)機(jī)酸,易對(duì)熱軋鈦卷本身在成腐蝕,極大降低酸洗后熱軋鈦卷的表面質(zhì)量。
鑄造鈦合金和鑄件質(zhì)量 大部分變形鈦合金均可用于鑄造,廣泛使用的是Ti-6A1-4V合金。它的鑄造性能良好,組織性能穩(wěn)定。與同成分變形合金相比,鑄造鈦合金的強(qiáng)度基本相等,但其塑性和疲勞性能約低40%~50%,而斷裂韌性則稍好一些。
鈦材料鑄件一般采用穩(wěn)定化退火處理,研究中的固溶處理和氫化處理可以細(xì)化晶粒,改善組織,將合金疲勞性能提高到鍛件水平。與同成分變形合金相比,鑄造鈦合金的強(qiáng)度基本相等,但其塑性和疲勞性能約低40%~50%,而斷裂韌性則稍好一些。熱等靜壓是鈦材料鑄件常用的處理方法,經(jīng)高溫高壓處理后,鑄件尺寸不發(fā)生變化,而內(nèi)部組織變得更為致密,力學(xué)性能的穩(wěn)定性將有很大改善。
該方法使我們對(duì)材料的形狀,幾何尺寸的控制具有更高的靈活性。研究人員們利用這一技術(shù)制備了網(wǎng)格鈦卷,并對(duì)其微結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能進(jìn)行了表征。
其中打印用的墨水是由粉末和一種共聚物組成。研究人員對(duì)熱處理前后鈦卷的重量、直徑和高度進(jìn)行了測(cè)量,來(lái)計(jì)算材料的孔隙度。他們還對(duì)材料進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn),測(cè)定了材料的應(yīng)變和硬度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)獲得了非常好的剛性,硬度和塑性配合。正交的雙層網(wǎng)格很好地被燒結(jié)在一起。在各層的鈦纖維上均可以觀察到微孔。隨著粉末的顆粒尺寸減小,它的燒結(jié)性能提高,同時(shí)孔隙度也降低。
研究人員們表示這種新的制備方法不僅適用于鈦金屬,還可以推廣到其它金屬,甚至可燒結(jié)的陶瓷材料,例如氧化物,來(lái)制備陶瓷卷。