高強鈦合金是航空航天領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料，我國TC4鈦合金制備技術(shù)突破、TC21鈦合金自主研發(fā)及其熔煉、鍛造、熱處理技術(shù)的不斷突破和升級等，為航空航天領(lǐng)域制造業(yè)高水平發(fā)展提供了材料支撐。航空航天領(lǐng)域?qū)︹伜辖鸬男枨笕匀徊粩嘣鲩L，特別是需要超高強韌鈦合金，要求兼具超高強度、高塑性、高斷裂韌性，這是目前高強鈦合金研究領(lǐng)域的研究難點和熱點，國內(nèi)多個研究團隊圍繞合金設(shè)計、相變研究、組織表征及調(diào)控等方面，開展了大量研究，研究水平處于國際領(lǐng)先水平。

西北有色金屬研究院趙永慶教授帶領(lǐng)團隊自主設(shè)計了TC21高強高韌損傷容限鈦合金，并實現(xiàn)工程化應(yīng)用；近年又率先開展新一代超高強韌鈦合金研發(fā)，包括Ti-1300超高強韌鈦合金、Ti-5321高強韌鈦合金等。趙永慶教授受金屬領(lǐng)域國際知名刊物Materials Science and Engineering: A的邀請，組織5個單位的10位作者撰寫了對該研究方向的進(jìn)展、發(fā)展趨勢的高水平長篇評述文章。

論文題為“High-strength titanium alloys for aerospace engineering applications: A review on melting-forging process”，全面回顧了目前高強鈦合金的研發(fā)現(xiàn)狀、應(yīng)用情況、加工與熱處理技術(shù)、相變、工藝-組織-性能間關(guān)系、變形行為與斷裂機理、強韌化機制等。全文約3.6萬字，包含44個圖和6個表格，引用327篇相關(guān)文獻(xiàn)。

該論文的作者包括長安大學(xué)青年教師趙秦陽博士，西安交通大學(xué)孫巧艷教授，西北有色金屬研究院辛社偉教授，西北工業(yè)大學(xué)曾衛(wèi)東教授、王歡博士、青年教師徐建偉博士，長安大學(xué)陳永楠教授，陜西科技大學(xué)青年教師吳聰博士，貴州大學(xué)萬明攀教授，通訊作者為西北有色金屬研究院趙永慶教授。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143260

綜述主要分為六個部分：

第一部分按照時間階段順序，介紹了國內(nèi)外典型工程用高強鈦合金的發(fā)展和應(yīng)用情況；

第二部分重點介紹了高強鈦合金的鍛造技術(shù)和熱處理工藝，并描述了合金加工中織構(gòu)演變和數(shù)值模擬的相關(guān)內(nèi)容；

第三部分基于領(lǐng)域內(nèi)先前大量的相關(guān)研究凝練了高強鈦合金相變的基礎(chǔ)理論、表征方法和重要應(yīng)用；

第四部分解釋了高強鈦合金加工工藝-微觀組織-力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系；

第五部分總結(jié)了高強鈦合金在靜態(tài)載荷和疲勞載荷下塑性變形機制、裂紋擴展機理和斷裂機理；

第六部分詳細(xì)介紹了高強鈦合金的強化和韌化的方法與機制；

最后，提出了針對高強鈦合金未來研究與發(fā)展的建議，主要包括新合金設(shè)計、加工技術(shù)開發(fā)、低成本制造技術(shù)、強韌化機理等方面的展望。

Ti-5321高強韌鈦合金B(yǎng)ASCA熱處理工藝流程和組織照片

鈦合金ω相變機制

Ti-5321高強韌鈦合金片層組織中裂紋擴展路徑與α相晶體學(xué)取向關(guān)系

研究展望

編委趙永慶教授簡介：西北有色金屬研究院副總工程師，國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、國家“973”計劃首席科學(xué)家、國家重點領(lǐng)域鈦合金研制創(chuàng)新團隊帶頭人。自參加工作一直從事鈦合金的研發(fā)，獲得國家科技進(jìn)步二等獎、三等獎各1項，省部級科技一等獎8項；創(chuàng)新研制鈦合金30多種；獲授權(quán)發(fā)明專利90件；以第一主編編著《鈦合金相變與熱處理》等專著3部。榮獲全國勞模、百千萬人才工程國家級人選、全國優(yōu)秀科技工作者等榮譽。