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Fabrication and analysis of TIG welding-brazing butt joints of in-situ TiB2/7050 composite and ta2

Defence Technology（防务技术） 2021年第3期17卷 1062-1070页

作者： Huan-huan Sun Yi-bo Ren Yang Feng Hao-qiang Ba Dong Chen Chun-juan Xia Hao-wei Wang School of Materials Science&Engineering Shenyang Ligong UniversityShenyangChina School of Materials Science&Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghaiChina

Lightweight hybrid structures of Al MMCs and titanium alloy dissimilar materials have great prospect in the defence industry application. So, it is necessary to join Al MMCs with Ti metal to achieve this structural design. In this work, in-situ Ti B_(2)/7050 composite and ta2 were firstly attempted to join by TIG welding-brazing technique. The result was that the intact welding-brazing butt joint was successfully fabricated. The joint presents dual characteristics, being a brazing on ta2 side and a welding on Ti B_(2)/7050 side. At brazing joint side, ER4043 filler metal effectively wets on ta2 under TIG heating condition,and a continuous interfacial reaction layer with 1 e3 mm is formed at welded metal/ta2 interface. The whole interfacial reaction layers are composed of Ti(Al Si)3 intermetallic compounds(IMCs), but their morphologies at the different regions present obvious distinguishes. The microhardness of the reaction layers is as much as 141 e190 HV. At welding joints side, the fusion zone appears the equixaed crystal structure, and the grain sizes are much smaller than those of welded metal, which is attributed to the effect of Ti B2 particulates from the melted Ti B_(2)/7050 on acceleration formation and inhibiting growth for the new crystal nucleus. The tensile test results show that average tensile strength of the optimal welding-brazing joint is able to achieve 138 MPa. The failure of the tensile joint occurs by quasi-cleavage pattern, and the cracks initiate from the IMCs layer at the groove surface of ta2 and propagate into the welded metal.

关键词： In-situ TiB2/7050 composite ta2 TIG welding-brazing Fabrication Analysis

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ta2表面等离子渗铌合金层在700～900℃的氧化行为

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稀有金属材料与工程 2014年第5期43卷 1105-1110页

作者：王文波贺志勇王振霞刘小平徐重太原理工大学山西太原030024

采用双辉技术在ta2基体表面渗入铌形成结构致密、与基体形成冶金结合的钛铌合金层。结合XRD、SEM及EDS等手段分析渗铌和未渗铌ta2试样分别在700、800、900℃的高温氧化行为。实验结果表明:随着氧化温度的提高,氧化增重增加,渗铌比未渗... 详细信息

采用双辉技术在ta2基体表面渗入铌形成结构致密、与基体形成冶金结合的钛铌合金层。结合XRD、SEM及EDS等手段分析渗铌和未渗铌ta2试样分别在700、800、900℃的高温氧化行为。实验结果表明:随着氧化温度的提高,氧化增重增加,渗铌比未渗铌的氧化增重降低,抗高温氧化性能改善,特别在900℃铌的作用明显;对渗铌和未渗铌ta2在900℃分别氧化20、40、100 h后氧化层的表面及截面进行分析,获得对合金层成分、结构、氧化性能之间关系的认识。钛铌合金层高温氧化后的氧化层是由三部分组成:外层是由高浓度合金层氧化而形成,其氧化产物主要是Nb2O5/TiO2,中间层主要由TiO2/TiO和Nb2O5组成,内层是分布着条状的富铌相。

关键词：双辉技术 ta2 钛铌合金层氧化行为

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预扭转及退火热处理对ta2拉伸力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2019年第4期48卷 1231-1238页

作者：韩骜桀周昌玉常乐李建南京工业大学江苏南京211800

研究了预扭转和退火热处理对ta2拉伸力学性能的影响。结果表明,预扭转可显著增强ta2的拉伸屈服强度和极限强度,在一定范围内屈服强度随预扭转角增加而增大,当预扭转角超过一定值(6π)时,屈服强度急剧下降;极限强度随预扭转角增大一直呈... 详细信息

研究了预扭转和退火热处理对ta2拉伸力学性能的影响。结果表明,预扭转可显著增强ta2的拉伸屈服强度和极限强度,在一定范围内屈服强度随预扭转角增加而增大,当预扭转角超过一定值(6π)时,屈服强度急剧下降;极限强度随预扭转角增大一直呈上升趋势;延伸率随预扭转角的增加逐渐降低。预扭转后ta2不同温度(350～750℃)下的退火热处理试验表明,随着退火温度的提高,ta2强度逐渐降低,650℃时其强度已降低至母材初始值;延伸率随退火温度的升高而逐渐升高,但不能完全恢复至母材初始值。观察断口发现,随着预扭转角增加断口韧窝逐渐变小、变浅,预扭转为8π时出现了河流发散状的解理条纹。金相组织表明,预扭转后产生的大量孪晶和形变组织是导致ta2强度增大的主要原因。

关键词： ta2 预扭转退火热处理强度

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含环向穿透裂纹正交各向异性ta2管道的失效评定曲线（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第4期48卷 1051-1058页

作者：瞿文隽周昌玉于勤南京工业大学江苏南京211816

运用三维有限元弹塑性分析计算了含环向穿透裂纹各向同性和正交各向异性ta2管道的极限载荷,J积分以及失效评定曲线。研究了不同几何尺寸和不同裂纹尺寸的管道以及正交各向异性对失效评定曲线的影响。结果表明:正交各向异性管道与各向同... 详细信息

运用三维有限元弹塑性分析计算了含环向穿透裂纹各向同性和正交各向异性ta2管道的极限载荷,J积分以及失效评定曲线。研究了不同几何尺寸和不同裂纹尺寸的管道以及正交各向异性对失效评定曲线的影响。结果表明:正交各向异性管道与各向同性管道的极限载荷,J积分有明显差异。如果将正交各向异性材料视作各向同性,当内压与极限载荷比L_r0.9时,评定结果会有一定的危险。对正交各向异性材料而言管道轴向力学性能强于环向时比较危险。因此对含环向穿透裂纹管道进行失效评定时,材料正交各向异性的影响不能忽略。

关键词： ta2 正交各向异性极限载荷 J积分失效评定曲线环向穿透裂纹管道

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ta2-B10管不同电偶腐蚀防护方式对B10管腐蚀特性的影响

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国防科技大学学报 2022年第3期44卷 148-155页

作者：夏江敏李竹影林育锋陈页骍海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 中国人民解放军91550部队辽宁大连116023

为研究ta2-B10合金管在不同电偶腐蚀防护方式下对B10管腐蚀特性的影响,在青岛小麦岛海水试验场设置通径DN80 ta2-B10管直接连接、电绝缘连接、电绝缘+涂层连接三组不同电偶腐蚀防护方式对照管道,依次进行1 m/s、3 m/s、4 m/s流动海水与... 详细信息

为研究ta2-B10合金管在不同电偶腐蚀防护方式下对B10管腐蚀特性的影响,在青岛小麦岛海水试验场设置通径DN80 ta2-B10管直接连接、电绝缘连接、电绝缘+涂层连接三组不同电偶腐蚀防护方式对照管道,依次进行1 m/s、3 m/s、4 m/s流动海水与浸泡交替腐蚀试验。对试验后的三组B10管道线切割,通过管道内表面电位分布试验分析不同电偶腐蚀防护方式下B10管道的腐蚀类型;采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和微观表征,分析不同电偶腐蚀防护方式下距离法兰接头250 mm处B10管试样的腐蚀特性。结果表明,直接连接ta2-B10管处于电偶腐蚀状态,B10端内电位正移腐蚀加速,电绝缘连接和绝缘+涂层连接ta2-B10管均处于自腐蚀状态,但电绝缘+涂层连接具有更好的绝缘效果;电绝缘+涂层连接防护下的B10试样,腐蚀电流密度最小,自腐蚀电位最负;三组B10试样阻抗谱均呈现单容抗弧特征,电绝缘+涂层连接防护下的B10试样具有更大的传递电阻和膜层电阻;电绝缘+涂层连接能有效减缓点蚀、坑蚀和晶间腐蚀三种腐蚀倾向。以上结果综合说明,绝缘+涂层防护方式具有更好的电偶腐蚀防护效果。

关键词： B10铜镍合金 ta2 电偶腐蚀冲刷腐蚀电绝缘

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工业纯钛ta2失效评定曲线研究

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稀有金属材料与工程 2013年第7期42卷 1469-1473页

作者：陈祥伟贺小华代巧彭剑周昌玉唐支翔杜永勤南京工业大学江苏南京211816 南京宝色股份有限公司江苏南京211178

分析了工业纯钛ta2的拉伸力学性能,按照多段幂次方法处理得到材料的特征参数值,分别基于整体和塑性二段EPRI方法建立失效评定图,用断裂试验验证了基于EPRI建立失效评定曲线的有效性,并与标准规范中的通用评定曲线进行比较。结果表明:对... 详细信息

分析了工业纯钛ta2的拉伸力学性能,按照多段幂次方法处理得到材料的特征参数值,分别基于整体和塑性二段EPRI方法建立失效评定图,用断裂试验验证了基于EPRI建立失效评定曲线的有效性,并与标准规范中的通用评定曲线进行比较。结果表明:对于工业纯钛ta2,各评定标准的通用曲线是偏于保守的,本工作的研究成果有望更准确的用于含缺陷钛制承压设备的安全评定。

关键词： ta2 H因子失效评定曲线缺陷评定

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SiC纳米颗粒对ta2微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响机制

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稀有金属材料与工程 2018年第12期47卷 3754-3760页

作者：杨斌金莹郭雪刚王志伟文磊北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083

为提高钛及钛合金防腐蚀、耐磨损等关键服役性能,在ta2表面制备微弧氧化(MAO)陶瓷涂层,研究纳米SiC颗粒的添加对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响机制。结果表明,基础电解液中SiC的加入能够大幅度提高ta2微弧氧化涂层的厚度,且随... 详细信息

为提高钛及钛合金防腐蚀、耐磨损等关键服役性能,在ta2表面制备微弧氧化(MAO)陶瓷涂层,研究纳米SiC颗粒的添加对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响机制。结果表明,基础电解液中SiC的加入能够大幅度提高ta2微弧氧化涂层的厚度,且随着电压的升高,涂层的厚度和表面粗糙度也随之增大,涂层表面的微孔尺寸随着电压的升高而逐渐增大,SiC的加入能够有效地抑制微弧氧化涂层表面裂纹的产生;微弧氧化涂层的物相主要有高温稳定相金红石及锐钛矿,还含有少量的SiC及SiO_2;微弧氧化涂层增加ta2的开路电位及自腐蚀电位,随着处理电压的增加开路电位随着升高;SiC的加入降低了涂层的阳极电流密度,显著提高了微弧氧化涂层的耐蚀性能。

关键词： ta2 微弧氧化碳化硅纳米颗粒腐蚀行为

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ta2纯钛薄板微流道液压成形工艺研究

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汽车工程 2024年第8期46卷 1511-1519页

作者：徐勇高明宇解文龙张士宏苏宗辉中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

双极板是氢燃料电池的重要部件之一,钛作为金属双极板基材有诸多优势,但钛的成形性能差、回弹较为严重,本文以0.1 mm ta2纯钛薄板微流道液压成形为研究对象,通过试验和有限元模拟相结合的方法研究纯钛微结构变形行为,分析工艺参数对微... 详细信息

双极板是氢燃料电池的重要部件之一,钛作为金属双极板基材有诸多优势,但钛的成形性能差、回弹较为严重,本文以0.1 mm ta2纯钛薄板微流道液压成形为研究对象,通过试验和有限元模拟相结合的方法研究纯钛微结构变形行为,分析工艺参数对微流道成形质量的影响规律,为液压成形钛双极板提供参考。建立了ta2纯钛薄板微流道液压成形的有限元模型,通过与试验件的轮廓及厚度分布验证有限元模型的准确性;研究了液体压力、加载速率和脉动加载对微流道成形的影响。结果表明,微流道液压成形过程中材料应变路径为平面应变,且上圆角位置最容易破裂;加载速率对微流道成形影响不大,随着加载速率的提高,成形深度略有下降,但是变化不大,仅有3%;脉动加载路径能够提高材料的流动变形能力,在均为临界破裂情况下,相比较线性加载路径成形深度有较高的提高,可达232.2μm,提高幅度为23%。

关键词： ta2 微流道液压成形脉动加载

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工业纯钛ta2非概率失效评定曲线研究

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稀有金属材料与工程 2014年第11期43卷 2687-2691页

作者：陈祥伟贺小华代巧周昌玉南京工业大学江苏南京211816

基于中心复合实验设计方法,对材料性能、裂纹尺寸、操作压力等不确定参数对失效评定曲线的影响水平作了定性分析;同时利用参数敏感性分析方法,对上述不确定性参数对失效评定曲线的影响进行了定量分析。结果表明,定性和定量分析具有一致... 详细信息

基于中心复合实验设计方法,对材料性能、裂纹尺寸、操作压力等不确定参数对失效评定曲线的影响水平作了定性分析;同时利用参数敏感性分析方法,对上述不确定性参数对失效评定曲线的影响进行了定量分析。结果表明,定性和定量分析具有一致性。基于EPRI工程计算方法,利用概率理论建立了ta2材料的概率失效评定曲线(Probabilistic Failure Assessment Curve,PFAC);利用区间分析理论,建立了ta2材料的非概率失效评定曲线(Non-probabilistic Failure Assessment Curve,NPFAC),对比PFAC和NPFAC发现利用NPFAC进行缺陷失效评定是有效可行的。

关键词：中心复合实验设计区间敏感性 ta2 非概率失效评定曲线

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Spin polarization effect for molecule ta2

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Chinese Physics B 2006年第2期15卷 324-328页

作者：谢安东 Department of Physics College of Jinggangshan Ji'an 343009 China Institute of Atomic and Molecular Physics Sichuan University Chengdu 610065 China

Density functional theory （DFT）（B3p86） has been used to optimize the structure of the molecule ta2. The result shows that the ground state of molecule ta2 is a 7-multiple state and its electronic configuration is ^7∑u^＋, which shows the spin polarization effect for molecule ta2 of transition metal elements for the first time. Meanwhile, spin pollution has not been found because the wavefunction of the ground state does not mix with those of higher states. So, the fact that the ground state of molecule ta2 is a 7-multiple state indicates a spin polarization effect of molecule ta2 of the transition metal elements, i.e. there exist 6 parallel spin electrons and the non-conjugated electrons are greatest in number. These electrons occupy different space orbitals so that the energy of molecule ta2 is minimized. It can be concluded that the effect of parallel spin of the molecule ta2 is larger than the effect of the conjugated molecule, which is obviously related to the effect of d-electron delocalization. In addition, the Murrell-Sorbie potential functions with parameters for the ground state ^7∑u^＋ and other states of the molecule ta2 are derived. The dissociation energy De, equilibrium bond length Re and vibration frequency we for the ground state of molecule ta2 are 4.5513eV, 0.2433nm and 173.06cm^-1, respectively. Its force constants f2, f3 and f4 are 1.5965×10^***^-2, -6.4722×10^3aJ·nm^-3 and 29.4851×10^4aJ·nm^-4, respectively. Other spectroscopic data we xe, Be and αe for the ground state of ta2 are 0.2078cm^-1, 0.0315 cm^-1 and 0.7858×10^-4 cm^-1, respectively.

关键词： ta2 spin polarization density functional theory potential function

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