新型航空高性能钛合金材料技术研究与发展

　　《中航工业首席专家技术丛书：新型航空高性能钛合金材料技术研究与发展》以新一代飞机用低强度高塑性、中强度高韧性、高强度高韧性、超高强度及损伤容限等钛合金系列为主线，通过第1章和第2章介绍钛合金材料技术基础与发展，阐明了采用一系列综合强韧化手段创建钛合金主干材料体系的可行性；通过第3章梳理我国现有航空结构用钛合金材料体系特点，指出应进一步精简和优化主干钛合金材料的发展目标；第4—第7章重点介绍研究团队在发展飞机结构用新型主干钛合金材料及应用技术方面所取得的研究进展。

　　朱知寿，1966年3月出生，工学博士，研究员，博士生导师，中航工业钛合金材料技术首席技术专家。主要从事航空用钛合金应用基础研究，先后创立了我国低强度高塑性、中强度高韧性，高强韧，超高强韧和高性能损伤容限型钛合金材料系列技术。发表研究论文100余篇，获国家发明授权专利4项。获国家科技进步二等奖一项，部委级科技成果一等奖一项、二等奖两项。分别荣获中航工业“九五”和“十一五”国防预研个人一等功各一次，“十五”国防预研二等功一次。

第1章 钛及钛合金的技术基础与发展现状 
1.1 钛及钛合金的主要特性与应用 
1.1.1 钛及钛合金的主要特性 
1.1.2 钛的合金化与钛合金 
1.1.3 钛及钛合金的主要应用 
1.2 钛合金的主要制备工艺与加工方法 
1.2.1 钛合金真空熔炼 
1.2.2 钛合金的锻造 
1.2.3 热处理 
1.2.4 机械加工 
1.2.5 近净成形技术 
1.2.6 先进焊接技术 
1.2.7 表面处理技术 
1.3 中国钛及其合金的产业发展现状与存在的主要问题 
1.3.1 中国钛及钛合金的产业发展现状 
1.3.2 中国钛及钛合金产业发展存在的主要问题 
1.4 航空用钛合金材料研究现状与存在的主要差距 
1.4.1 新一代航空钛合金材料综合性能要求 
1.4.2 研究现状与存在的主要差距 
参考文献 
第2章 航空用钛合金组织、结构与力学性能关系研究 
2.1 钛合金的显微组织类型及工程化定义 
2.1.1 钛合金显微组织类型的一般分类 
2.1.2 钛合金显微组织类型的工程化分类 
2.2 钛合金的显微组织特征 
2.2.1 等轴组织 
2.2.2 双态组织 
2.2.3 网篮组织 
2.2.4 片层组织 
2.3 钛合金组织类型与力学性能的一般关系 
2.3.1 静强度性能 
2.3.2 断裂韧性 
2.3.3 疲劳裂纹扩展速率 
2.3.4 疲劳性能 
2.4 钛合金晶体学择优取向（织构）对性能的影响 
2.5 合金化和工艺创新是发展航空用综合高性能钛合金材料技术的关键途径 
2.5.1 合金化设计的应用 
2.5.2 工艺创新的应用 
参考文献 
第3章 航空用钛合金材料体系的形成与发展 
3.1 中国飞机用钛合金材料按体系发展的必要性 
3.2 钛合金的一般分类 
3.2.1 按组织结构分类 
3.2.2 按用途与特性分类 
3.2.3 按制备方法分类 
3.3 中国飞机用钛合金材料基本体系 
3.3.1 低强度高塑性钛合金系列 
3.3.2 中强度高韧性钛合金系列 
3.3.3 高强高韧钛合金 
3.3.4 铸造钛合金 
3.4 飞机结构钛合金基本性能指标体系 
3.5 飞机结构钛合金的技术标准体系 
3.6 飞机结构用钛合金基本体系 
3.7 飞机结构钛合金系列综合评价 
3.8 我国飞机结构钛合金材料系列的完善与未来发展建议 
3.8.1 当前存在的主要问题 
3.8.2 系列发展与完善的建议 
参考文献 
第4章 中等强度高损伤容限型钛合金材料的研究与发展 
4.1 损伤容限设计概念与应用发展现状 
4.2 损伤容限型钛合金研究与应用 
4.2.1 国外损伤容限型钛合金的研究与应用现状 
4.2.2 国内中等强度高损伤容限型钛合金的研究与应用现状 
4.3 TC4-DT钛合金的锻造变形与组织均匀化控制 
4.3.1 TC4-DT钛合金锻坯的组织细化与均匀化 
4.3.2 TC4-DT钛合金锻件的均匀化改锻试验研究 
4.3.3 TC4-DT钛合金锻件的变形与组织性能的关系 
4.4 TC4-DT钛合金的新型准B热处理工艺与组织性能控制 
4.4.1 新型准馊却?砉ひ斩云?阕橹?捌渥橹?问?挠跋
4.4.2 新型准馊却?砉ひ沼肓ρ?阅艿墓叵
4.4.3 初生嵯嗪?慷訲C4-DT钛合金的力学性能和疲劳裂纹扩展行为的影响 
4.4.4 片层组织参数对TC4-DT钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响 
4.4.5 TC4-DT钛合金疲劳裂纹扩展断口的特征分析 
4.4.6 近门槛区疲劳裂纹扩展速率的组织敏感性及转折点形成机制 
4.5 TC4-DT合金疲劳裂纹扩展速率模型与数学描述 
4.5.1 用Paris方程对裂纹扩展速率的描述 
4.5.2 Forman方程对裂纹扩展速率的描述 
4.5.3 用Elber型方程对裂纹扩展速率的描述 
4.5.4 考虑转折点△K，的新型F-E分段方程 
4.6 TC4-DT合金的综合性能评价 
4.6.1 TC4-DT钛合金的电子束焊接性能 
4.6.2 TC4-DT钛合金锻件的综合性能评价 
参考文献 
第5章 高强度高韧性损伤容限型钛合金的研究与发展 
5.1 国内外高强度高韧性钛合金的研究与应用 
5.1.1 国外高强度高韧性钛合金的研究与应用 
5.1.2 国内高强度高韧性钛合金的研究概况 
5.2 高强度钛合金的强韧化工艺和技术发展状况 
5.2.1 新型合金化 
5.2.2 新型馊却?砉ひ
5.2.3 新型准舛驮旃ひ
5.2.4 损伤容限型钛合金的饧庸ぷ酆锨咳突?际趸?
5.3 自主研发的我国飞机结构用TC21新型高强高韧损伤容限型钛合金 
5.3.1 TC21钛合金的合金化与综合性能特点 
5.3.2 TC21合金的相组成和相变特点 
5.4 TC21钛合金的新型准B锻造工艺 
5.5 TC21钛合金的热处理、组织与性能关系 
5.5.1 第一次退火（固溶处理）的影响 
5.5.2 第二次退火（时效）温度的影响 
5.5.3 第二次退火（时效）时间的影响 
5.6 TC21钛合金的主要工艺性能 
5.6.1 焊接性能 
5.6.2 超塑性能 
5.6.3 氢置塑性 
5.7 TC21钛合金的损伤容限和综合性能评价 
5.7.1 疲劳裂纹扩展速率 
5.7.2 断裂韧性 
5.7.3 疲劳性能 
5.7.4 高温性能 
5.7.5 腐蚀疲劳性能 
5.7.6 损伤容限特性 
5.7.7 综合性能的对比分析 
5.8 TC21钛合金的应用与前景 
参考文献 
第6章 超高强度高韧性钛合金的研究与应用 
6.1 国内外亚稳庑皖押辖鹧芯坑敕⒄瓜肿
6.1.1 亚稳庑皖押辖鸬闹饕?氐
6.1.2 国内外亚稳B型钛合金的研究与发展情况 
6.1.3 亚稳庑皖押辖鸬南啾涮氐
6.2 航空用超高强度钛合金的研制与应用 
6.2.1 TB8超高强度钛合金的组织、相组成和相变特点 
6.2.2 TB8钛合金的锻造 
6.2.3 TB8钛合金的热处理 
6.2.4 TB8钛合金的冷成形 
6.2.5 TB8钛合金的抗氧化性 
6.2.6 TB8钛合金的焊接 
6.3 TB8超高强度钛合金的主要力学性能特点 
6.3.1 TB8钛合金板材主要力学性能特点 
6.3.2 TB8钛合金棒材与锻件主要力学性能特点 
6.4 TB8超高强度钛合金的典型应用 
6.4.1 “九五”期间的主要应用 
6.4.2 “十一五”期间的主要应用 
6.4.3 应用前景 
参考文献 
第7章 新型低强度高塑性钛合金材料研究与应用 
7.1 低强度高塑性钛合金的主要特点与应用 
7.1.1 Ti45Nb合金丝材 
7.1.2 TA18（Ti-3A1-2.5 V）钛合金管材 
7.2 Ti45Nb低强度高塑性钛合金的工艺、组织与性能关系控制 
7.2.1 Ti45Nb丝材的变形、再结晶及相结构 
7.2.2 Ti45Nb丝材组织与性能关系控制研究 
7.3 国产与进口T145Nb丝材的综合性能对比 
7.3.1 冷镦性能 
7.3.2 室温拉伸性能对比 
7.3.3 剪切性能 
7.3.4 扭转性能 
7.4 Ti45Nb钛合金的其他力学性能与工艺性能 
7.4.1 热加工与冷加工 
7.4.2 热处理 
7.4.3 拉伸和剪切性能 
7.4.4 热稳定性能 
7.4.5 冷顶锻性能 
7.4.6 表面处理 
7.4.7 机械加工 
7.5 Ti45Nb钛合金的应用 
参考文献