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金属与粉末冶金

2019-04-23

新材料产业 2019年4期
关键词:钛合金工艺科技

俄罗斯科学家开发下一代核反应堆用金属材料

俄罗斯国立科技大学材料学家开发了一种独特的3层钢—钒—钢材料,这种材料能够长时间承受高达700℃的高温,以及高辐射水平、机械应力和腐蚀性化学物质。这种材料可以用在核反应堆燃料棒的外壳内。

研究团队已开发的夹层式3层钢—钒—钢材料,其中铁素体不锈钢确保了良好的耐腐蚀性,钒合金保证耐热性和抗辐射性。这种新合金在700℃工作温度下具有很高的耐久性。研究团队即将启动一个长期项目,评估新材料的抗辐射水平。(中国核科技信息与经济研究院)

美国开发出新型耐辐照钨基合金

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发出一种新型耐辐照钨基合金。这种新材料对聚变反应堆内部这样的极端辐照环境来说是必不可少的。虽然此前探索过的耐辐照材料的抗断裂能力普遍较弱,但这种新合金似乎解决了这个问题。

该论文的主要作者,洛斯阿拉莫斯国家实验室“钨基材料中的辐照效应和等离子体材料相互作用”项目首席研究员阿特瓦尼表示,与纯纳米晶钨材料和其他传统合金相比,这种材料具有出色的抗辐照性能。该材料是一种薄膜形式的四元纳米晶钨—钽—钒—铬合金,研究人员正在对材料在不同应力状态下的力学性能和材料暴露在等离子体中的响应进行研究。(中国核科技信息与经济研究院)

美国陆军研究采用3D打印粉末材料制成超高强钢部件

美国陆军研究实验室(ARL)正研究利用激光粉末成形工艺制造出合金钢零件,能够为需要更换零件的士兵快速提供可靠且超高强度的金属零件。ARL将AF96合金制成粉末状,利用粉末床熔融(Powder Bed Fusion)工艺,通过激光选择性地将粉末熔化,同时逐层在粉末床上进行铺粉,直至部件完成。通过该工艺制造的零部件与传统锻造出的钢零件类似,同时它又具有任何模具都无法创造的复杂设计特征。此次开发以及用于打印的这种材料比商业上可获得的材料强度高约50%,在地面车辆更换零件方面具有潜在的应用前景。

该种合金材料最初是由美国空军开发出的一种具有高强度、高硬度,且经济可承受的金属,用于碉堡克星炸弹的制造。(北方科技信息研究所)

科学家从磷石膏中提取稀土元素

最近,美国研究人员在《化学热力学杂志》线上版发表研究报告称,他们开发出一种从工业废弃物——磷石膏中提取稀土元素的方法,或可缓解稀土元素供应紧张局面。磷石膏是用磷酸盐矿石生产磷酸产生的废弃物,其中含有大量稀土元素。研究人员估计,全世界每年产生的磷石膏中含有大约10万t稀土元素,这一数字与全球每年稀土氧化物总产量(12.6万t)相差无几。

为了测试是否可以从磷石膏中提取稀土元素,美国爱达荷国家实验室、罗格斯大学等机构研究人员组成的研究小组,在磷石膏中掺杂了钇、铈、钕、钐、铕和镱等6种稀土元素,然后研究可用于提取稀土元素的各种方案。他们发现,一种利用氧化葡萄糖杆菌产生的化学混合物回收稀土元素的解决方案,效果十分明显。葡萄糖杆菌是一种常见细菌,能产生葡萄糖酸等有机酸,葡萄糖酸能溶解周围物质中的稀土元素,并通过一种称为“生物浸出”的过程将它们溶解到溶液中,而从溶液中沉淀出的稀土元素经纯化后即可用于工业生产。(中国新闻网)

首个空间探索钛压力容器问世

由泰雷兹阿莱尼亚宇航公司、克兰菲尔德大学和Glenalmond Technologies公司组成的团队成功地制造了用于未来空间探索载人任务的第一个全尺寸钛压力容器原型。该压力容器高约1 m,质量约8.5 kg,由钛合金(Ti—6Al—4V)制成,采用电弧增材制造(Wire Arc Additive Manufacturing,WAAM)工艺沉积。由于能够直接从数字绘图到最终结构,WAAM将2个独立的部分集成到一个部件中,无需长时间锻造,并大大减少了机械加工产生的废料量。

如果按传统生产,这种组件所需的原材料将是其最终质量的30倍左右。采用WAAM工艺,每件产品节省了超过200kg的钛合金(Ti—6Al—4V)。这方面还有进一步改进的空间,克兰菲尔德大学正致力于创新方法,以便更接近最终厚度。

该团队目前正在着手制造第2个原型压力容器,目的是对整个制造周期进行微调,以证明该工艺的可重复性和可靠性,并推动新方法实施应用于飞行硬件。(中国有色金属工业协会)

中德汽车轻量化铝镁合金二期项目竣工

中德新能源汽车轻量化铝镁合金(通航配套)二期项目已投入使用。项目主要生产新能源变速箱壳体、镁合金轮毂等汽车用零部件。该项目由山西中德投资集团有限公司投资建设,总投资3亿元,可形成年产260万套高端铝镁合金产品生产能力。

中德集团研发的汽车轻量化产品包括速箱壳体40万套,新能源汽车轻量化电池、电机、电控类用箱体类零件120万套以及智能交通工具用镁合金轮毂类产品100万套的产能。其中,30%的产能同步配套满足通用航空铝镁合金产品的设计加工制造需求。可实现年产值10亿元。(中国有色金属工业协会)

我国基于二次资源利用的高端难熔金属产品研发及应用获得重大突破

由北京理工大学、中国船舶重工集团公司第七一八研究所(简称“中船重工718所”)、中国原子能科学研究院(简称原子能院)和昆明理工大学组成的项目团队,依托国家科技重大专项、国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家国防科技工业局军品配套项目、中国人民解放军总装备部预先研究项目等,通过持续产学研合作及深度军民融合,开展了基于二次资源利用的难熔金属高端产品制造成套技术及应用研究。

该项目利用六氟化钨(WF6)的合成与分解反应,通过完整的循环过程实现了钨等战略性难熔金属二次资源的充分、高端利用,形成了特种电子气体WF6、超高纯度钨部件以及高纯度钨粉等高技术产品,应用范围涉及半导体、原子能、航天以及医学诊疗等多个领域。并且,整个工艺过程无有害排放,环境友好,克服了以往二次资源利用过程中的環境问题。(科技日报)

云铜科技研制出99.99966%高纯硒

云南铜业科技发展股份有限公司(以下简称“云铜科技”)5N硒项目团队经过多次试验,研制出纯度为99.99966%的高纯硒,且得到外部送检单位的核验,这标志着云铜科技在硒的高纯化上实现了重大突破。

云铜科技5N硒项目于2018年10月中旬开始实施,使用云铜科技硒业分公司产出的98%的硒为原料,在使用熔硒法得到99.9%的高纯硒基础上进行技术升级,克服硒、碲分离的技术性难题,一个样品检测14个杂质,通过600多个样品实验分析,终于研制出99.99966%的高纯硒。该项目产品以高、精、尖为主,为国家鼓励发展的市场紧缺和依靠进口的基础材料,市场前景广阔。(中国有色金属报)

浙江申吉钛业攻克钛合金薄板难题

浙江申吉钛业在钛合金薄板(1.0mm以下)的生产工艺方面取得新突破,形成了自主研发的生产和技术体系,其中包括钛合金交叉轧制与β热理工艺、自主研发的叠轧与包覆轧制工艺、钛及钛合金温轧技术、自主研发的气氛保护可控冷却重力蠕变矫形技术等一系流整流程的关键技术。

目前,浙江申吉钛业股份有限公司已完成了0.4~0.6mm厚的TC1(OT4-1)、TC4、TA19(Ti6242)、TA15(BT20)等钛合金薄板的系列生产工艺研究,产品成功交付于航空与宇航工业使用。(中国有色金属报)

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