提出了"多級深度熱還原"的理念,即鎂/鋁熱自蔓延-多級深度還原制備鈦及鈦合金技術(shù),利用該技術(shù)成功制備出純度為99. 69%的高純還原鈦粉,氧含量<0. 15%的Ti6Al4V合金粉;制備出20 kg級的Ti Al合金鑄錠,其Ti/Al原子比為1∶1,氧含量為0. 09%。該研究成果已在山東淄博傅山企業(yè)集團推廣應(yīng)用,所建成的200 t/a鈦粉生產(chǎn)線于2019年12月全線貫通投產(chǎn)。實踐證明,該技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)金屬熱還原無法徹底還原TiO₂直接制備鈦及鈦合金的難題,可使鈦材生產(chǎn)成本降低30%左右,為鈦材低成本清潔制備與應(yīng)用奠定了工業(yè)化基礎(chǔ)。 

【文章來源】：鈦工業(yè)進展. 2020,37(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同工藝制備的鈦鋁釩合金SEM照片

圖2是一步強化還原和多級還原工藝制備的高鈦鐵合金SEM照片。從圖2可以看出，采用一步強化還原制備的高鈦鐵合金中存在明顯的氧化物夾雜和氣孔缺陷，這是因為一步還原金渣分離效果不理想。此時合金中Ti含量為72.10%,O含量為0.59%，但Al殘留高達7.8%，明顯超過標準要求。而先在還原劑不足的條件下進行鋁熱自蔓延還原，然后進行二次深度還原精煉制備的高鈦鐵合金中，無氧化物夾雜和氣孔缺陷，且Ti含量進一步提高到73.25%,Al殘留僅為1.5%,O含量降至0.23%。圖3是采用多級還原+冷坩堝精煉制備的20 kg級Ti Al合金鑄錠及其組織的照片。該Ti Al合金鑄錠中Ti/Al原子比為1∶1,O含量為0.09%，實現(xiàn)了由Ti O2直接制備Ti Al合金的技術(shù)突破。

圖3是采用多級還原+冷坩堝精煉制備的20 kg級Ti Al合金鑄錠及其組織的照片。該Ti Al合金鑄錠中Ti/Al原子比為1∶1,O含量為0.09%，實現(xiàn)了由Ti O2直接制備Ti Al合金的技術(shù)突破。圖4為采用多級還原+冷坩堝精煉制備的Ti Al合金壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。表1為Ti Al合金在不同溫度下的力學性能測試結(jié)果。與文獻[17]報道的Ti Al合金性能相比，多級還原+冷坩堝熔煉制備的Ti Al合金在900℃下的屈服強度是文獻值的2.5倍，斷裂強度是文獻值的2.2倍，楊氏模量是文獻值(160～176 GPa)的5.3～5.8倍。

【參考文獻】：
博士論文
[1]循環(huán)熱處理對TiAl基合金組織與性能的影響[D]. 彭超群.中南大學 2001



本文編號：3340968