成果简介：本项目在山东省优秀中青年科学家科研奖励基金的支持下，进行了钛合金机械加工表面层微观组织结构的研究，内容包括表面层塑性变形、显微硬度以及显微组织的改变。通过调整钛合金机械切削速度、进刀量、冷却介质等工艺参数，本项目研究了钛合金服务表面层的微观状态的变化规律，获得了最佳的表面加工质量，以及最佳的机械加工工艺参数。本项目研究结果表明，钛合金表面具有清晰的加工纹路，钛合金表面粘着磨损程度随着切削速度与进刀量而改变；钛合金表面发生硬化效果，表面显微硬度明显增加；随着进刀量的减小、切削速度的增加，钛合金的金相组织更为细小；钛合金表层出现微米级的塑性变形现象。项目研究结果超过了国内相关研究技术水平。因其具有优异的力学性能与耐腐蚀性能，钛合金被称为重要的战略金属材料，在航天航空、军事、化工、民用等诸多领域有广泛的应用。表面层作为材料作用的直接体现，其加工质量尤为重要，与材料的使用寿命息息相关。本项目以钛合金的加工表面为研究对象，提高了钛合金的表面硬度，细化了表层显微组织，改善了钛合金的耐磨能力与抗腐蚀能力，延长了材料与设备的使用寿命，具有较好的社会效益与经济效益，市场推广前景良好。推广应用范围、条件和前景：钛合金具有熔点高、耐腐蚀、高比强度、高温性能好、无磁性等突出优点，在航空航天、海洋开发、化工、电力、冶金、汽车、建筑以及日常生活中具有广泛的用途。但钛合金同时具有加工困难的缺点，钛合金较难加工，且表面质量较差。随着研究与应用的深入，大家逐渐认识到了材料表面的重要地位，表面作为材料性能的体现面，与外界直接接触，往往是材料破坏的开始端。对于金属材料来说，由于大多数材料的表面都需进行加工，加工后材料表面的状况，成为更值得关注的一个课题。钛合金具有耐磨性与抗腐蚀性，在化工行业应用广泛。为提高反应釜、搅拌器等化工设备的抗腐蚀能力、耐磨损能力，延长设备的使用寿命，部分化工产品装配了钛合金内衬。为了深入全面的掌握钛合金的使用性能、以及对设备抗腐耐磨方面的帮助，本项目与莱州市东佳化工机械有限公司建立了合作关系，将科学研究成果在公司的机械设备上进行中试。经验证，钛合金经过技术改良后，颗粒度减小、表面光洁度提高，都能在一定程度上提高钛合金的耐腐蚀能力，而表面硬度的提高对改善钛合金的耐磨损能力有较大的贡献，两者都会延长钛合金内衬的使用时间，从而增加设备的使用寿命，提高设备的经济价值。采用合理的工艺参数对钛合金进行加工，可以细化材料表面显微组织、提高表面硬度，获得较高的表面质量，改善钛合金的使用性能，本项目的研究内容具有较高的推广应用价值。