2020陕西省“先进金属材料”科技重大专项-钛合金

项目1：钛合金材料

1.1课题名称：高精度变壁厚系列化钛翻转隔膜制备技术

（一）课题研究内容：针对航天轨控姿控动力系统应用，解决系列化钛隔膜产品批量化、稳定化生产的相关技术。研究加工工艺、热处理与力学性能、织构特征及残余应力分布等因素的内在相关性，开展板材织构特征与其深冲加工特性的对应关系、钛隔膜残余应力分布对翻转性能的影响规律等进行深入研究。并结合有限元数值模拟技术，分析钛板材在成形过程中的等效应力、等效应变、壁厚及变形分布状态，优化压边力、冲压载荷、冲压速率、模具尺寸、摩擦系数等工艺参数。以便完善适应规格为Ф100~500mm系列化钛半球形隔膜变壁厚精密加工及表面质量控制的相关技术。

（二）课题考核指标：隔膜用钛板材延伸率≥60%，屈强比≤0.7，平均晶粒度≥4.5级；直径100~500mm、壁厚0.25~1.2mm、壁厚公差±0.02mm的0.5L~20L系列化高精度变壁厚钛翻转隔膜产品，翻转性能达到：排放效率≥95%， 最终翻转压力≤0.6MPa，并达到工程化批量生产水平，项目完成后实现产能2万件/年，年经济效益2000万元以上。在航空航天领域获得实际应用，并提供用户使用报告。申请发明专利3件以上。

1.2课题：航天用低温钛合金波纹管制品制备技术及产业化技术

（一）课题研究内容：研究面向大运载火箭用大推力氢氧发动机管路连接系统，突破大型超低温钛合金多层波纹管及其制品的批量化、稳定化制备技术。研究基于制备钛合金超薄壁管材的滚珠旋压工艺及制备超薄壁波纹管的机械胀形方法，获得超薄壁管材旋压、机械胀形工艺参数，开发出低温钛合金大型多层波纹管制备方法。提出多层管材叠加机械胀形的制备方法，突破超薄壁管材旋压、多层管材机械胀形工艺。并基于低温钛合金大型多层波纹管制备技术的优化挖掘，实现波纹管质量、性能的提高，规格尺寸范围的扩大及品种系列化。通过建立低温钛合金波纹管制备工艺流程，实现波纹管制品的批量化稳定制备，实现工程化实际应用。

（二）课题考核指标：管材力学性能应达到：1）室温：Rm≥600MPa，Rp0.2≥500MPa， A5≥8％；2）-253℃低温：Rm≥1100MPa，A5≥6％；室温振动性能：RT≥0.03；3）波纹管规格尺寸要求：外径142±2mm,内径120±2mm；层数≥2，单层厚度0.25~0.35mm；波纹数≥15；波距12.8mm;波厚8.5mm；有效长度L0≥200mm；4）波纹管主要性能参数：行程≥22mm（压缩≥14mm，拉伸≥6mm）；密封性：氦质谱检漏，漏率￡6.5×10-9Pa.m3/s；耐压强度：外压1.0MPa不失稳（试验时间≥5min）；疲劳（循环）寿命：外压0.6MPa，行程≥22mm，频率￡60次/min，疲劳寿命≥4500次（大气环境）; ≥ 1200次（-253°C液氢环境）。申请发明专利3件以上。实现产品的批量化生产，项目完成后实现产能2万件/年，年经济效益1000万元以上。形成批量销售和在航天上的应用，并提供用户使用报告。