近日，沈阳飞机工业（集团）有限公司钛合金加工中心的温钟淳团队通过JMatPro软件对Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V（TA15）钛合金的热物性能进行了深入研究，并取得了重要成果。相关研究论文已于2025年1月发表于《金属加工（热加工）》期刊。 随着航空器对材料性能和使用寿命要求的不断提高，钛合金因其高强度、耐热性和耐腐蚀性等优势，在航空制造领域备受青睐。TA15钛合金作为一种近α型钛合金，具有良好的疲劳性能与焊接性能，广泛应用于航空航天领域。然而，传统的试验测试方法成本高昂且效率低下。因此，温钟淳团队采用JMatPro软件进行模拟分析，以期为钛合金的热处理工艺提供理论支持。 研究团队通过JMatPro软件模拟计算了TA15钛合金的热力学平衡相图。结果显示，在室温条件下，TA15的平衡相组成为61.91% α-Ti、33.29% Ti3Al、3.66% β-Ti、0.72% TiH2、0.22% TiM_B2和0.21% TiZrSi。主相含量主要取决于其稳定元素的溶解度，而中性元素的影响几乎可以忽略不计。
在热处理过程中，随着温度升高，TA15钛合金逐渐软化，材料的黏性显著降低。研究发现，当热处理温度从600℃上升到800℃时，应力值大幅下降，表明材料更容易发生变形。因此，在热处理过程中，必须使用工装夹持零件以固定控形。如图3所示，研究团队通过JMatPro软件模拟计算了流变曲线。
此外，研究还发现，随着冷却速度的加快，β相马氏体化程度显著提高。马氏体的增加虽然提高了材料的极限强度，但也降低了体模量和杨氏模量，进而影响材料的疲劳性能。如图4所示，研究团队通过JMatPro软件模拟计算了不同温度下材料性能变化。
如图5所示，研究团队进一步通过JMatPro软件计算了TA15钛合金在200~900℃温度区间内的热物性能参数，包括密度、热导率、电阻率、比热容、热焓和热膨胀系数。结果显示，TA15的密度与温度呈负相关，热导率、电阻率和热焓则呈正相关。
(a)密度；(b)热导率；(c)电阻率；(d)比热容；(e)热焓；(f)膨胀系数（1）TA15钛合金的主相含量主要取决于其稳定元素的溶解度，中性元素的影响较小。（2）在热处理过程中，材料的黏性随温度升高而显著降低，需使用工装夹持以固定控形。（3）冷却速度越快，马氏体含量越高，虽然强度增加，但模量降低，疲劳性能恶化。（4）TA15钛合金的热物性能受温度影响显著，密度与温度呈负相关，而热导率、电阻率和热焓呈正相关。该研究为TA15钛合金的热处理工艺提供了重要的理论依据，有望在航空航天等领域得到广泛应用。参考文献：[1]温钟淳,姜汇洋,关峰,等.基于JMatPro软件的Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V钛合金热物性能研究[J/OL].金属加工(热加工),1-7[2025-02-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5627.TH.20250107.0942.002.html.
关于JMatPro
JMatPro软件包含一系列宽范围的合金类型，目前可以计算的合金类型包含铝合金、镁合金、铸铁、不锈钢、高中低合金钢、钴合金、镍基合金、镍铁基合金、镍基单晶超合金、钛合金、锆合金、焊料合金（锡焊）、铜合金。
JMatPro的应用范围：
1、可为热力学计算等基础研究提供参考；
2、辅助科研人员进行合金设计；
3、辅助科研人员进行材料加工工艺设计（如铸造、锻造、挤压等）；
4、辅助科研人员进行热处理与焊接工艺设计；
5、预测材料材料各种性能，从而可以大量节省项目时间与实验费用（尤其是高温性能）；
6、能为许多材料成型 CAE 软件提供材料性能参数（如：Procast、Magma、Deform、TherCast、Novacast等）；
7、能够为其他CAE软件提供材料性能参数（如Sysweld、Abaqus、Ansys、MSC/Marc等）；
8、提供API接口，利用程序语言调用软件完成计算，方便将软件计算功能与其他软件、应用进行整合。
9、提供MPO材料优化设计，通过多目标优化算法，快速优化获得满足设计要求的材料成分。
关于中仿
中仿智能科技（上海）股份有限公司（股票简称：中仿智能，股票代码：838476）成立于2007年，是一家专注于仿真技术研究和产品开发的高新技术企业。公司坐落于上海市临港松江科技城，以其卓越的技术实力和创新精神，荣获多项荣誉，包括国家高新技术企业、上海市科技小巨人培育企业、上海市“双软”认证企业等，并多次承担国家和上海市的重大科研项目。
中仿智能的JMatPro软件服务于材料科学、工程研究和工业应用等多个领域，助力客户在材料设计、加工工艺、热处理与焊接工艺设计等方面取得显著成效。
各省份区域负责人联系方式：
张经理：17621192152【上海、浙江、广东、广西、海南、江西、福建】
丰经理：17521145176【北京、河北、天津、山东、山西、安徽、江苏、河南、黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古】
许经理：18971301365【湖北、四川、重庆、宁夏、贵州、云南、陕西、甘肃、新疆、青海、湖南】
公司电话：021-80399555
地址：上海市松江区九新公路1005号临港松江科技城中仿大厦 (201615)
电子邮箱：info@cntech.com
客服热线：400-888-5100
技术交流（QQ群）：246828135
购买咨询（微信）：请用微信扫一扫
