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新型β钛合金椎弓根钉棒固定系统的体外力学测试与有限元分析
1
作者 李杰 刘毅楠 +3 位作者 王栋 李浩鹏 贺西京 卢腾 《南方医科大学学报》 北大核心 2026年第3期638-645,共8页
目的对比新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nbβ钛合金与传统Ti-6Al-4V钛合金椎弓根钉棒固定系统在后路腰椎椎体间融合术(PLIF)中的生物力学差异。方法通过体外力学测试评估β钛合金螺钉、连接棒以及二者组成的固定系统抵抗弯曲、拉伸、压缩以及扭... 目的对比新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nbβ钛合金与传统Ti-6Al-4V钛合金椎弓根钉棒固定系统在后路腰椎椎体间融合术(PLIF)中的生物力学差异。方法通过体外力学测试评估β钛合金螺钉、连接棒以及二者组成的固定系统抵抗弯曲、拉伸、压缩以及扭转载荷的力学性能。构建两种PLIF有限元模型,从而比较Ti-6Al-4V与β钛合金钉棒固定系统对活动度(ROM)、终板以及植入物应力的影响。结果体外力学测试显示,β钛合金螺钉具有良好的抗弯曲(455.95±18.66 N)与扭转(9.03±0.20 N·m)性能。β钛合金棒可负载最大拉力为17647.06±101.89 N。β钛合金钉棒系统负载最大压力为417.65±5.09 N、最大扭矩为25.00±0.70 N·m。与Ti-6Al-4V相比,β钛合金模型中ROM增加2.6%~8.3%,椎间植骨、椎间融合器、终板的峰值应力分别增加1.4%~8.5%、2.2%~9.4%、2.2%~10.1%,骨-螺钉界面、钉棒系统的峰值应力分别降低8.8%~23.7%、19.0%~33.1%。结论β钛合金椎弓根固定系统具有良好的体外力学性能,它可能提供与传统Ti-6Al-4V固定系统相似的稳定性,同时明显降低钉棒系统的应力集中。新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nbβ钛合金椎弓根钉棒固定系统具有良好的应用潜力。 展开更多
关键词 Β钛合金 椎弓根钉棒固定系统 有限元分析 后路腰椎椎体间融合术
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基于CSDBO-BP的TC4钛合金铣削预测模型及多目标优化
2
作者 张春 蒋政泉 +3 位作者 郗琳 郎广辉 赵俊花 李丽 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期250-265,共16页
为降低钛合金铣削加工过程中的加工能耗和铣削负载,以加工能耗和铣削合力最小为目标构建预测模型并开展多目标优化研究。首先,设计单因素实验分析了钛合金铣削加工过程中切削参数的影响规律;其次,将纵横交叉策略改进的蜣螂算法(Dung Bee... 为降低钛合金铣削加工过程中的加工能耗和铣削负载,以加工能耗和铣削合力最小为目标构建预测模型并开展多目标优化研究。首先,设计单因素实验分析了钛合金铣削加工过程中切削参数的影响规律;其次,将纵横交叉策略改进的蜣螂算法(Dung Beetle Optimization Algorithm Incorporating Criss-cross Strategies)与BP(Back Propagation)神经网络相结合,建立CSDBO-BP神经网络预测模型;最后,将预测模型与遗传算法相结合寻找切削参数的最优组合。实验结果表明:CSDBO-BP神经网络预测模型的预测精度达97%以上;多目标优化可使钛合金铣削过程中的加工能耗减少18.31%,铣削合力减少34.16%。 展开更多
关键词 钛合金 预测模型 多目标优化 混合算法
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在高温高压水环境中长期腐蚀后TA17钛合金的阻氢渗透行为
3
作者 赵宇翔 秦金光 +3 位作者 王龙 徐祺 孟凡韬 吴军 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期72-80,共9页
在350℃,15.5 MPa高温高压一回路(腐蚀介质含有1200 mg·kg^(-1)硼+2.6 mg·kg^(-1)锂+250 mL·kg^(-1)H_(2))和二回路(腐蚀介质含有3.4 mg·kg^(-1)NH_(3))水环境模拟工况下,对TA17钛合金进行4000~8000 h长周期腐蚀试... 在350℃,15.5 MPa高温高压一回路(腐蚀介质含有1200 mg·kg^(-1)硼+2.6 mg·kg^(-1)锂+250 mL·kg^(-1)H_(2))和二回路(腐蚀介质含有3.4 mg·kg^(-1)NH_(3))水环境模拟工况下,对TA17钛合金进行4000~8000 h长周期腐蚀试验,研究了其长周期腐蚀行为,并通过500℃氢同位素(氘)渗透试验分析腐蚀过程对合金阻氢渗透性能的影响。结果表明:在一回路水环境中长期腐蚀时钛合金的单位面积腐蚀质量增量呈波动变化,表面主要形成稳定的FeTiO_(3)腐蚀层,该腐蚀层呈动态生长-溶出特征;4000~7000 h腐蚀形成的腐蚀层能有效阻碍氢渗透,8000 h腐蚀时该阻碍作用几乎消失,含金的氢同位素平衡渗透通量与未腐蚀合金相近。一回路水环境中的阻氢渗透行为与腐蚀层的生长-溶出过程密切相关。在二回路水环境中钛合金的单位面积腐蚀质量增量整体呈持续下降趋势,表面未形成连续致密的腐蚀层,呈现TiO与TiO2交替生成-转变特征;长周期腐蚀后合金的氢同位素平衡渗透通量与未腐蚀合金接近,二回路水环境腐蚀过程对合金的阻氢渗透行为影响很小。 展开更多
关键词 钛合金 长周期腐蚀 腐蚀层 阻氢渗透性能
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表面超声滚压处理对TC4钛合金表面残余应力的影响
4
作者 葛志宏 邓静 《电加工与模具》 北大核心 2026年第S1期74-79,共6页
对TC4钛合金进行表面超声滚压处理,分析了主轴转速、进给量、静压力、滚压次数、振幅五个因素对表面残余应力的影响,并通过正交试验进行了参数优化。试验结果表明,TC4钛合金零件在USRP处理后,表面产生较大的压应力,压应力数值与处理过... 对TC4钛合金进行表面超声滚压处理,分析了主轴转速、进给量、静压力、滚压次数、振幅五个因素对表面残余应力的影响,并通过正交试验进行了参数优化。试验结果表明,TC4钛合金零件在USRP处理后,表面产生较大的压应力,压应力数值与处理过程中的静压力、滚压次数、振幅呈正相关,主轴转速和进给量选取过大或过小都会使得压应力数值下降。通过正交试验和极差分析可知,在影响表面残余应力的各项因素中,静压力和滚压次数影响最为显著,并通过优水平分析,筛选出了合理的工艺参数方案。 展开更多
关键词 表面超声滚压加工 TC4钛合金 表面残余应力
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航空钛合金多筋构件锻模筋槽准同步充填及模具受力分析
5
作者 魏科 袁帅 +4 位作者 黄一洋 刘彪 丁潼 黄龙 董显娟 《航空制造技术》 北大核心 2026年第7期65-76,共12页
随着航空航天领域高端装备的持续发展,钛合金多筋构件以其轻质设计、高承载能力、高可靠性等特点越来越多地应用于飞机的关键承载结构中。然而,该类构件筋条排布复杂、大小尺寸极端结合,在成形过程中易因材料跨筋流动引发筋槽充填不满... 随着航空航天领域高端装备的持续发展,钛合金多筋构件以其轻质设计、高承载能力、高可靠性等特点越来越多地应用于飞机的关键承载结构中。然而,该类构件筋条排布复杂、大小尺寸极端结合,在成形过程中易因材料跨筋流动引发筋槽充填不满、折叠及流线紊乱等缺陷,同时导致模具应力集中与成形载荷过高。通过有限元模拟与自主研制的筋槽充填可视化试验平台,系统研究了二维三筋特征构件、三维连接筋特征构件及大型长条形多筋构件在等温成形中的材料流动规律、模具受力状态与载荷特征。研究表明,通过优化设计的不等厚坯料,可实现各筋槽的准同步充填,有效抑制材料跨筋流动,提高成形精度,同时显著改善模具应力分布。与等厚坯料相比,优化坯料使三维构件最大成形载荷降低17.7%,大型构件最大载荷降低28.3%,模具应力集中现象明显缓解。 展开更多
关键词 钛合金多筋构件 锻造成形 筋槽充填 模具受力分析 不等厚坯料优化
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脉冲电流占空比对TC4钛合金组织和力学性能的影响
6
作者 彭文飞 康健 +1 位作者 邵熠羽 郑雪梅 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第3期77-86,共10页
为探究提升钛合金力学性能的新途径,开发了脉冲电流处理装置,其可在数秒内使试样温度达到900℃,该技术具有速度快、节能的优势,并开展了不同占空比下脉冲电流处理对TC4钛合金力学性能和微观组织快速改性的研究。与常规固溶处理相比,经... 为探究提升钛合金力学性能的新途径,开发了脉冲电流处理装置,其可在数秒内使试样温度达到900℃,该技术具有速度快、节能的优势,并开展了不同占空比下脉冲电流处理对TC4钛合金力学性能和微观组织快速改性的研究。与常规固溶处理相比,经不同占空比脉冲电流处理后的试样强度均有不同程度的提升,屈服强度和抗拉强度的最大增幅分别为20.87%和10.86%。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等表征手段发现,脉冲电流的热效应和非热效应相互协同作用促进了TC4钛合金中位错的移动,引发元素扩散、相变以及晶粒尺寸变化。研究结果与分析表明,适当的电脉冲参数能够通过相变和快速晶粒细化,达到改善TC4钛合金的力学性能的目的。 展开更多
关键词 脉冲电流 钛合金 占空比 力学性能 微观组织
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3C产品钛合金结构件高速铣削刀具研究
7
作者 师润平 吴交 《工具技术》 北大核心 2026年第2期111-119,共9页
为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的... 为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的单因素实验优选刀具的螺旋槽型、齿距角和材质,并对仿真优化得到的不同前后角组合方案进行寿命对比实验,得出最优刀具几何参数组合和优选的材质。与国外铣刀的相同切削条件对比实验表明,采用优化几何参数和优选材质的铣刀能够满足100 m·min^(-1)以上的切削速度,性能与进口刀具相当。 展开更多
关键词 钛合金 高速铣刀 几何参数优化 刀具材料 耐用度
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基于3D打印技术的钛合金活塞轻量化设计及仿真研究
8
作者 刘洋 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期269-277,共9页
针对内燃机高强化程度和高功率密度下传统铝合金活塞高温强度不足等问题,提出了一种基于3D打印钛合金材料的高强化、轻量化活塞设计方法。通过试验测试3D打印TC4材料的力学性能和热学性能,运用Catia设计轻量化钛合金活塞结构,利用Abaqu... 针对内燃机高强化程度和高功率密度下传统铝合金活塞高温强度不足等问题,提出了一种基于3D打印钛合金材料的高强化、轻量化活塞设计方法。通过试验测试3D打印TC4材料的力学性能和热学性能,运用Catia设计轻量化钛合金活塞结构,利用Abaqus进行温度场和热机耦合应力场的仿真计算,并制定活塞表面镀膜处理方案。结果表明,TC4作为活塞材料力学和热学性能优势突出;新型钛合金活塞满足高强化设计要求,其质量比原铝合金活塞降低8.8%,隔热性能提高31.3%。该研究证明3D打印钛合金可突破活塞轻量化与高强化的矛盾,基于3D打印方式的钛合金活塞设计思路,可为新型活塞的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 活塞 钛合金 3D打印 轻量化设计 适度隔热 数值模拟
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TC4钛合金在F^(−)离子溶液中的缝隙腐蚀行为研究
9
作者 张雅妮 周航 凌杰 《表面技术》 北大核心 2026年第4期28-39,共12页
目的在海洋环境中,钛合金构件组装或与异种金属连接时形成的缝隙,极易成为腐蚀介质的渗透通道,由此引发的缝隙腐蚀严重威胁着海洋工程的安全运行。为深入探究这一问题,本研究以TC4钛合金(Ti-6Al-4V)为研究对象,利用自制缝隙腐蚀装置,系... 目的在海洋环境中,钛合金构件组装或与异种金属连接时形成的缝隙,极易成为腐蚀介质的渗透通道,由此引发的缝隙腐蚀严重威胁着海洋工程的安全运行。为深入探究这一问题,本研究以TC4钛合金(Ti-6Al-4V)为研究对象,利用自制缝隙腐蚀装置,系统考察了缝隙宽度及缝隙深度对其在含F^(−)溶液中腐蚀行为的影响。方法采用失重试验、局部电化学等实验方法,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,重点分析了腐蚀速率、区域腐蚀产物组成、局部腐蚀电位分布及电化学过程特征。结果在含F^(−)溶液中,TC4钛合金缝隙内的腐蚀产物主要为TiF_(3)、Na_(2)TiF_(6)和TiO_(2),且随缝隙深度的增加,TiO_(2)含量逐渐减少,而TiF_(3)与Na_(2)TiF_(6)的含量则呈上升趋势。在0.1~0.3 mm的缝隙宽度范围内,0.2 mm时的缝隙腐蚀最为严重。此宽度下缝隙深处与缝隙口产生的电位差最大,且随腐蚀时间的延长,电位差进一步增大。氧匮乏状态下的“阳极”特征导致缝隙深处的腐蚀加剧并形成半闭塞电池,阳极区Tin⁺累积并水解使pH下降,F–离子迁入,缝隙深处至缝隙口部形成电流回路,使得点蚀坑在缝隙深处优先萌生并长大。结论在F^(−)离子溶液中,TC4钛合金缝隙腐蚀在缝隙底部最明显,且缝隙底部生成点蚀坑。 展开更多
关键词 TC4钛合金 F离子 缝隙腐蚀 缝隙宽度 缝隙深度 局部电化学测试
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近α钛合金三态组织制备及力学性能提升
10
作者 刘晓丽 左圆圆 程东华 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第1期40-49,共10页
以铸造近α钛合金为研究对象,通过系统设计的锻造、固溶、热轧及两种热处理工艺,制备出两种组织模式的三态组织合金材料。该三态组织由长条状初生α相(α_(p))、等轴状α_(p)相以及次生α相(α_(s))共同构成,其晶粒形貌与微观结构均显... 以铸造近α钛合金为研究对象,通过系统设计的锻造、固溶、热轧及两种热处理工艺,制备出两种组织模式的三态组织合金材料。该三态组织由长条状初生α相(α_(p))、等轴状α_(p)相以及次生α相(α_(s))共同构成,其晶粒形貌与微观结构均显著区别于传统双态组织。直接时效处理获得的三态组织-1呈现显著细化的晶粒结构,并富含细长条状α_(p)相。即使在α_(p)相含量较高的情况下,其抗拉强度仍由双态组织的956 MPa提升至1070 MPa,同时保持10.2%的良好延伸率;三态组织-2的晶粒尺寸与α_(p)相含量与双态组织相近,但强度仍提升至1008 MPa。通过对比分析三种组织模式的性能差异,表明位错强化与细晶强化是强度提升的关键机制。更重要的是,与拉伸方向平行的长条状α_(p)相能够有效维持位错的平面滑移特性,从而进一步强化材料性能。 展开更多
关键词 近Α钛合金 热变形 微观结构 力学性能
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退火对LDED-TC18钛合金微观组织与性能的影响 被引量：1
11
作者 张世峰 胡生双 +4 位作者 辛社伟 张思远 李倩 赵恒 李思兰 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第1期201-212,共12页
本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,... 本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,沉积态试样中沿沉积方向出现粗大原始β柱状晶,晶内由超细α相片层构成,退火处理后,片层α相的粗化行为受热激活能、相平衡热力学、元素扩散和奥斯特瓦尔德熟化共同调控。研究建立了以片层α相厚度和长宽比预测力学性能的多元非线性回归数学模型,通过SPSS软件拟合提高了模型的准确性。该模型不仅为LDED-TC18的强塑性匹配提供定量依据,也可为其他技术生产(材料应用)优化提供理论参考。 展开更多
关键词 TC18钛合金 拉伸性能 片层组织 多元非线性回归
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TA15钛合金激光增材制造缺陷预制及相控阵超声检测
12
作者 何振丰 赵吉宾 +3 位作者 赵宇辉 王志国 史小全 贺晨 《电加工与模具》 北大核心 2026年第1期70-75,共6页
采用激光增材制造技术,分别通过增大扫描间距及预埋陶瓷球预制了含有熔合不良缺陷及夹杂缺陷的TA15钛合金样件,采用相控阵超声检测技术分别从X(扫描方向)、Y(步进方向)、Z(沉积方向)三个方向对预制缺陷的超声检测特性进行了研究,并利用... 采用激光增材制造技术,分别通过增大扫描间距及预埋陶瓷球预制了含有熔合不良缺陷及夹杂缺陷的TA15钛合金样件,采用相控阵超声检测技术分别从X(扫描方向)、Y(步进方向)、Z(沉积方向)三个方向对预制缺陷的超声检测特性进行了研究,并利用宏观金相分析对超声检测结果进行了验证。研究结果表明,预制的熔合不良缺陷为面状缺陷,仅能从X方向检测到,而预制的夹杂缺陷从三个方向皆能检测到,但是从Z方向检测时缺陷的超声反射波幅最大,缺陷更容易被检测到。这说明不同类型的增材缺陷具有不同的形状及分布特征,从不同方向进行超声检测时的缺陷评定结果可能会产生差异。 展开更多
关键词 激光增材制造 钛合金 缺陷预制 相控阵超声检测 检测方向
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轧制温度对Ti650高温钛合金棒材组织性能的影响
13
作者 钱坤 张国君 +3 位作者 王晓 辛社伟 周伟 侯红苗 《中国材料进展》 北大核心 2026年第1期58-65,共8页
研究了轧制温度对Ti650合金拉伸及蠕变性能的影响。采用光学显微镜分析了不同轧制温度对合金等轴α相及次生α相形貌、含量的影响;使用EBSD分析技术对轧制后的合金的晶体取向进行表征。结果表明:随着轧制温度的升高,Ti650合金强度逐渐增... 研究了轧制温度对Ti650合金拉伸及蠕变性能的影响。采用光学显微镜分析了不同轧制温度对合金等轴α相及次生α相形貌、含量的影响;使用EBSD分析技术对轧制后的合金的晶体取向进行表征。结果表明:随着轧制温度的升高,Ti650合金强度逐渐增加,塑性变化不大;初生α相、次生α相、织构等均会对Ti650合金拉伸性能产生影响;Ti650合金的高温蠕变性能与轧制温度升高导致的初生α相含量和尺寸及次生α相片层厚度有关,随着轧制温度升高蠕变残余应变表现出先降低后升高的趋势,在1000℃轧制时抗蠕变性能最佳。 展开更多
关键词 Ti650钛合金 显微组织 织构 拉伸性能 高温蠕变
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20 mm厚TC4ELI钛合金双枪激光-MIG复合焊接头组织与性能研究
14
作者 孙崇锋 刘甲 +8 位作者 孙二举 陈利阳 余巍 雷小伟 崔永杰 张浩 王伟超 张亚龙 张伟 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期125-130,共6页
研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微... 研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微观组织为针状马氏体α'相和针状α相,以及少量晶间β相。接头上部热影响区出现了连续清晰的晶界及魏氏组织;接头中部热影响区晶界不清晰,晶界内的组织细化,β转变组织被拉长为更细长的针状α相,在β晶界处平行排列,表现为α集束。接头上部熔合线区处出现粗大α相,存在稳定的网篮组织;接头中部熔合线区形成长宽比更高的针状α相,形成的网篮组织比较狭长。接头上部和中部的平均抗拉强度高于母材强度;在焊接接头打底层和填充层中,焊缝的平均硬度大于母材和热影响区;接头弯曲性能合格,工艺性能尚可。 展开更多
关键词 TC4ELI钛合金 激光-MIG焊接 力学性能 弯曲性能
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镍钛合金心脑血管支架的加工与表面处理
15
作者 李靖彤 韩日峥 +3 位作者 金伟 陈松 张兴 白芸 《材料导报》 北大核心 2026年第4期86-95,共10页
镍钛合金支架凭借其超弹性、形状记忆效应及优异的生物相容性,在心脑血管疾病治疗中具有不可替代的作用,但其临床疗效高度依赖加工方法与表面改性技术的适配性。本文系统综述了镍钛合金支架的两种主要加工方式——激光雕刻与精细编织的... 镍钛合金支架凭借其超弹性、形状记忆效应及优异的生物相容性,在心脑血管疾病治疗中具有不可替代的作用,但其临床疗效高度依赖加工方法与表面改性技术的适配性。本文系统综述了镍钛合金支架的两种主要加工方式——激光雕刻与精细编织的技术特性及其在心脏瓣膜支架、冠脉支架、外周支架和脑血管支架中的应用差异:激光雕刻支架具有闭环结构,精度高,适用于需强径向支撑力的瓣膜与冠脉病变;精细编织通过可调节性的结构实现灵活形变,优先满足颅内动脉瘤与外周血管的柔顺性需求。表面改性技术则针对不同临床应用进行功能定制:心脏瓣膜支架侧重无机涂层的抗钙化能力,冠脉支架以药物缓释涂层为核心,外周支架融合抗菌与抗血栓功能,脑血管支架则通过超薄接枝层平衡即时抗凝与神经安全性。同时还分析了工艺选择与临床需求的深层关联,为镍钛支架的精准化设计与应用适配提供了理论依据,并基于复合工艺、智能材料与动态功能整合等方面对镍钛合金支架加工及表面处理的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 镍钛合金 血管支架 加工 表面改性
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非对称电弧摆动对钛合金窄间隙横向焊接焊缝成形的影响
16
作者 唐晓军 孙琪 +2 位作者 刘一搏 刘成荫 孙清洁 《焊接学报》 北大核心 2026年第3期21-29,共9页
钛合金厚板在横向焊接时,熔池由于受到重力的影响在窄间隙坡口内出现非对称流动,影响焊缝成形.为了提高焊缝质量,在交变磁场辅助窄间隙钨极氩弧焊的基础上,通过自研的方法实现电弧横向非对称摆动,与常规磁控窄间隙焊接技术相比,电弧的... 钛合金厚板在横向焊接时,熔池由于受到重力的影响在窄间隙坡口内出现非对称流动,影响焊缝成形.为了提高焊缝质量,在交变磁场辅助窄间隙钨极氩弧焊的基础上,通过自研的方法实现电弧横向非对称摆动,与常规磁控窄间隙焊接技术相比,电弧的非对称摆动会在窄间隙坡口两侧产生不同的热输入,使坡口内熔池与侧壁的温度梯度不同,主动调控横焊时熔池的非对称流动.重点探究了励磁强度与励磁频率对焊缝成形的影响,并采用高速摄像机对窄间隙坡口内的熔池流动行为进行了拍摄.结果表明,焊缝上下两侧对称性与熔池下塌量会随着下励磁强度的减小逐渐降低,并在上、下励磁强度分别为5 mT和2 mT时达到最优值.而励磁频率的改变对焊缝的对称性没有明显影响,主要影响焊缝的接触角,并在0.5 Hz或1 Hz时得到上下对称且接触角较小的良好焊接接头.此外对熔池进行了受力分析,熔池在上侧壁与下侧壁的受力不同,适当减小电弧向下摆动时的磁场强度能够减小促使熔池下淌的作用力. 展开更多
关键词 磁控窄间隙焊 横向焊接 电弧非对称摆动 润湿性 钛合金
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并行超声振动切削对钛合金轴表面完整性的影响研究
17
作者 龙玉朋 蔡维 +2 位作者 李丽 彭涛 董国军 《中国机械工程》 北大核心 2026年第3期726-734,761,共10页
针对钛合金轴类零件加工表面质量保障困难,提出一种基于超声振动的双刀具切削协同的切削方法,即并行超声振动切削。分析了并行超声振动切削原理与切削模式,研究了刀具-工件的运动轨迹和分离切削条件。研究了并行超声振动切削与单刀具普... 针对钛合金轴类零件加工表面质量保障困难,提出一种基于超声振动的双刀具切削协同的切削方法,即并行超声振动切削。分析了并行超声振动切削原理与切削模式,研究了刀具-工件的运动轨迹和分离切削条件。研究了并行超声振动切削与单刀具普通切削、双刀具普通切削(并行切削)、单刀具超声振动切削等四类切削工艺对其表面完整性(包括表面粗糙度及加工表面形貌、表面残余应力、显微组织与表面硬度)的影响规律。试验结果表明:并行超声振动切削与单刀具超声振动切削显著降低了加工表面粗糙度,增大了变形层厚度和表面硬度,但表面残余应力增大;并行切削和并行超声振动切削的表面残余应力减小,表面粗糙度增大。并行超声振动切削兼具并行切削与振动切削优势,具有较低表面粗糙度的同时减小表面残余应力,提高表面显微硬度及硬化率,进一步增强材料性能。 展开更多
关键词 并行超声振动切削 表面完整性 钛合金 超声振动
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镍钛合金与不锈钢的焊接技术研究进展
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作者 韩乐洁 陈天驹 +4 位作者 马迅 王静静 宓保森 刘平 李伟 《材料导报》 北大核心 2026年第2期119-128,共10页
镍钛合金凭借其独特的功能特性、出色的耐腐蚀性以及良好的生物相容性等优势,在航空航天、生物医学等众多领域实现了广泛应用。随着应用要求的日益提高和严苛化,镍钛合金与其他材料之间的连接技术逐渐成为该领域的热点话题。其中,镍钛... 镍钛合金凭借其独特的功能特性、出色的耐腐蚀性以及良好的生物相容性等优势,在航空航天、生物医学等众多领域实现了广泛应用。随着应用要求的日益提高和严苛化,镍钛合金与其他材料之间的连接技术逐渐成为该领域的热点话题。其中,镍钛合金与不锈钢的异种焊接不仅能够展现出更为优异的综合性能,而且在节约资源和降低材料成本方面具有显著优势。本文对镍钛合金与不锈钢异种焊接的研究进展进行了系统全面的综述。具体而言,首先从焊接工艺参数的精准调控、中间层的合理添加以及焊后热处理的有效实施这三个关键角度,深入剖析了异种焊接过程中所面临的主要挑战及内在机制。其次,对包括激光焊接法在内的各种焊接方法的研究动态进行了详细综述,并深入探讨了焊接过程以及焊后热处理这两个关键环节对镍钛合金/不锈钢接头的微观结构和力学性能所产生的重要影响。最后,对未来在该领域进一步探索和研究的方向进行了展望,旨在为后续相关研究提供思路与借鉴。 展开更多
关键词 镍钛合金 不锈钢 异种焊接 金属间化合物
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大尺寸钛合金薄壁半球贮箱壳体冲压辅助超塑成形工艺研究
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作者 纪玮 张照煌 +1 位作者 陆子川 微石 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期143-149,共7页
针对大尺寸钛合金薄壁半球贮箱壳体变壁厚的特点和高性能的要求,采用冲压辅助超塑成形法进行壁厚优化和性能控制,以改善普通超塑成形工艺壁厚分布差异大、正反向超塑成形高温时间长性能损失多的问题。结合MSC.Marc有限元数值模拟软件,... 针对大尺寸钛合金薄壁半球贮箱壳体变壁厚的特点和高性能的要求,采用冲压辅助超塑成形法进行壁厚优化和性能控制,以改善普通超塑成形工艺壁厚分布差异大、正反向超塑成形高温时间长性能损失多的问题。结合MSC.Marc有限元数值模拟软件,计算模拟出冲压辅助超塑成形过程,并对成形后半球进行壁厚分布预测。以数值模拟为指导进行实际工程化成形试验,并对成形后的半球进行尺寸检测、力学性能测试、SEM组织检测和EBSD分析。结果表明,成形后半球壁厚分布与数值模拟高度吻合,在提高了成形效率的同时,组织和力学性能也得到优化。与普通单向超塑成形和正反向超塑成形的模拟结果进行对比,冲压辅助超塑成形在显著改善壁厚分布的同时,大幅减少了高温下的成形时间。 展开更多
关键词 钛合金贮箱 数值模拟 超塑成形 显微组织
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钛合金无缝管制备技术研究现状与进展
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作者 张贵福 辛社伟 +2 位作者 孙花梅 蔡建华 南榕 《中国材料进展》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
钛合金无缝管因具有优异的综合性能而在航空航天、船舶、石油化工等领域得到重要应用。目前,钛合金管材产量已占据钛产品产量的20%,在我国需求用量也越来越大,在钛及钛合金市场中占据重要的地位。然而,钛合金无缝管的制备对设备要求高... 钛合金无缝管因具有优异的综合性能而在航空航天、船舶、石油化工等领域得到重要应用。目前,钛合金管材产量已占据钛产品产量的20%,在我国需求用量也越来越大,在钛及钛合金市场中占据重要的地位。然而,钛合金无缝管的制备对设备要求高、工艺复杂,不同类型钛合金无缝管的制备具有不同的工艺路线和工艺参数。重点对采用挤压和斜轧穿孔制备不同类型钛合金无缝管坯,以及对管坯进一步轧制、旋压、特种锻造加工制备成品管材的方法和研究进展进行了归纳和评述,以期为制备钛合金无缝管选择合适的方法提供参考。 展开更多
关键词 钛合金 无缝管 挤压 斜轧穿孔 轧制 旋压 特种锻造
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