α板条排列方式对电子束熔丝沉积TC4钛合金组织与拉伸性能的影响

研究了电子束熔丝沉积(EBRM)TC4钛合金堆积体横截面的低倍、高倍组织特征及不同特征位置的拉伸性能。结果表明,TC4钛合金堆积体低倍组织呈柱状晶形貌,随着堆积高度增加,柱状晶宽度逐渐增加,晶内组织有从模糊晶向清晰晶转变的趋势。高倍显微镜下模糊晶区α板条呈编织状排列,清晰晶区α板条呈平行排列并形成粗大集束。α板条的排列方式对拉伸强度影响较小,但对塑性影响较大。平行排列的α集束内易产生局部变形,导致清晰晶区拉伸塑性较低。     

电弧沉积制造TC4钛合金的组织和力学性能研究

利用钨极氩弧沉积制造技术制备了TC4钛合金试样,研究了电弧沉积制造TC4钛合金的显微组织和力学性能。分析表明:电弧沉积制造TC4钛合金组织宏观上呈以基材为基底的外延连续生长的粗大柱状晶特点,由α相和β相组成,但α相随位置的不同形貌有差别,在上部位置呈粗大针状魏氏体组织,在中部呈粗化了的层片状网篮组织,在下部呈针状+层片状混合组织。显微硬度测试表明:沉积成形件硬度较高,且越靠近试样表面硬度越大。室温拉伸测试显示,沉积态试样具有明显的各向异性特点,沿焊接水平方向拉伸强度较高,沿沉积高度方向拉伸塑性较好,且所有测试试样均具有超过锻造TC4合金的强度和塑性指标。     

Fe含量对激光立体成形TC4合金组织性能的影响

研究了Fe含量(0.026%,0.18%,质量分数)对激光立体成形TC4合金组织及拉伸性能的影响。对沉积态及固溶时效处理后的组织进行了分析:2种Fe含量下,沿沉积方向组织均为由贯穿多个熔覆层的β柱状晶组成,内部为魏氏组织且晶界处有较小的α集束;固溶时效处理后,随着Fe含量增加,沿沉积方向组织由粗大的柱状晶转变为细小柱状晶,发生了明显再结晶。热处理后试样室温拉伸性能均高于锻件标准要求,沿沉积方向拉伸性能随Fe含量升高而升高,而Fe含量对垂直于沉积方向上拉伸强度影响不大。     

电子束熔丝成形Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金的组织与力学性能

试验采用电子束熔丝快速成形方法(EBRM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金试样,研究了EBRM Ti6321合金化学成分、显微组织、力学性能及冲击韧性. 结果表明,该合金在熔丝成形中Al元素烧损1.0%左右,且合金内部没有元素偏析. EBRM Ti6321合金显微组织为沿沉积高度方向生长、晶贯穿多个沉积层的粗大柱状晶,柱状晶内部以α片层为主. EBRM Ti6321合金x向和z向的室温抗拉强度各项异性系数为2.6%,断裂方式均为韧性断裂. x向和z向冲击韧性均不低于80 J,各向异性系数为3.1%;冲击断口有大量的韧窝,为典型的韧性断裂.     

电脉冲处理对激光沉积Ti-6Al-4V合金强度各向异性的影响（英文）

为消除激光沉积Ti-6Al-4V合金的强度各向异性,利用拉伸试验、光学显微组织观察、扫描电子显微观察、电子背散射衍射分析和透射电子显微观察研究电脉冲对激光沉积Ti-6Al-4V合金显微组织与强度的影响。结果显示,随着施加电压从0增加到130 V,β柱状晶内的显微组织按如下顺序演化：α′马氏体→集束α组织→网篮α组织。130 V电脉冲处理会弱化β柱状晶内马氏体织构。沉积态Ti-6Al-4V合金表现出约6.2%的屈服强度各向异性;经130 V的电脉冲处理后,屈服强度各向异性减小到0.6%。这主要是由于沿不同方向变形时,130 V电脉冲处理样品表现出近似相同的施密特因子分布。     

电子束熔丝成形的TC4钛合金的组织与性能研究

研究了采用电子束熔丝成形(EBRM)技术制造的TC4钛合金件的组织特征及力学性能,结果表明:经EBRM技术得到的TC4钛合金件宏观组织为异常粗大的β柱状晶。经热处理后,显微组织由片状初生α相、β转变组织及晶界α相组成;室温拉伸性能呈现明显的各向异性,但各方向的强度和塑性均满足AMS 4999A—2011标准要求,其中,x、y向抗拉强度与自由锻件实测水平相当;室温冲击韧度达到70 J/cm2,约为自由锻件及铸件实测值的两倍;光滑试样轴向加载高周疲劳性能优于经β热处理的锻件;轴向加载低循环应变疲劳性能与锻件相当,但优于铸件。     

激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化及力学性能（英文）

研究激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化、维氏硬度及室温拉伸性能。结果表明:激光增材制造过程的热历史显著影响显微组织演化。在试样的不同沉积高度位置可以观察到不同形貌的初生α相、细小次生α相及马氏体相。退火处理可以促使短棒状α相或细小次生α相析出,从而降低或增加维氏硬度。L方向和T方向拉伸试样相组成相同但形貌不同。沉积态试样室温拉伸时表现出明显的各向异性。L方向拉伸试样的强度低但塑性好,T方向拉伸试样相反。经退火处理之后,L方向拉伸试样的强度增加但塑性显著降低;T方向拉伸试样的强度无明显变化而塑性降低50%。     

高强2A97铝锂合金板材的微观织构

利用拉伸试验机和EBSD技术分析研究了2A97铝锂合金力学性能的各向异性与不同热处理状态的微观织构变化。结果表明,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率随取样方向呈现一定的各向异性。合金微观织构的变化引起了其各向异性。在TDND截面上,时效0 h和16 h的立方织构{001}100含量比时效0.5 h多,降低合金的各向异性。随着时效时间的增加,合金各个截面上的再结晶织构含量都有所增加。时效16 h时,试样再结晶织构与变形织构的百分含量相差最小,且在各个截面上分布比较均匀,其强度各向异性指标最小,改善了各向异性。     

β锻造Ti17钛合金的组织和织构及其对室温拉伸性能的影响

利用光学显微镜、XRD和EBSD对β单相区锻造Ti17合金的显微组织和晶体取向进行了表征,分析了二者对Ti17合金室温拉伸性能的影响。结果表明:β锻Ti17合金中的原始β晶粒沿金属流动方向拉长,晶内为网篮状组织;β相呈现100β与压缩方向(锻坯轴向)平行的强丝织构;α相的强织构呈现在晶体c轴与轴向呈45°和90°的区域内;合金轴向拉伸试样的强度和断裂伸长率均低于径向拉伸试样的强度和断裂伸长率;轴向拉伸强度和塑性的降低分别与合金的转变α相织构和原始β晶粒形貌有关;通过细化原始β晶粒尺寸和弱化原始β晶粒的变形织构,可减小合金各向异性。     

激光熔覆TC4钛合金的静态力学性能

对激光熔覆TC4钛合金不同取样方向上的力学性能进行了对比研究,从沿沉积方向(Z方向)和垂直于沉积方向(X方向)分别取样,在室温下开展准静态拉伸试验,对其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率、微观组织及断口形貌进行了分析。研究结果表明:X方向试样的抗拉强度和屈服强度略高于Z方向试样,但Z方向试样的断后伸长率及断面收缩率明显高于X方向试样,Z方向试样有更好的塑性,而且两个方向的力学性能都达到甚至超过商用TC4钛合金基材的力学性能。     

铸态全片层Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金的室温力学性能

对具有柱状晶组织的铸态全片层Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金纵向和横向试样进行了室温拉伸、室温压缩和三点弯曲试验,并对拉伸试样断口进行了分析。结果表明:铸态全片层Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金力学性能存在强烈的各向异性。横向试样的拉伸性能和弯曲性能远远优于纵向试样,但压缩屈服强度低。合金的力学性能取决于加载轴与片层界面的角度,而不是柱状晶轴的方向。横向拉伸试样的拉应力与片层界面平行,α2/γ片层相界面对裂纹的阻碍作用对提高拉伸性能起到了重要作用。纵向压缩试样的压应力与片层界面垂直,使片层间的微裂纹闭合不扩展,压缩屈服强度较横向试样高。     

固溶加热速率与Al−Mg−Si−Cu合金力学性能、显微组织及织构的关系

通过拉伸试验、扫描电镜、X射线衍射仪和EBSD技术研究固溶加热速率与Al?Mg?Si?Cu合金力学性能、显微组织及织构的关系.实验结果表明,固溶加热速率与力学性能、显微组织及织构的关系是非单调的.随着加热速率的增加,强度变化取决于拉伸方向;加工硬化指数n先减小,后增加;塑性应变比r值先增加,后减小,最后又增加.加热速率...     

2397铝锂合金显微组织、拉伸性能和断裂韧性研究

通过金相显微镜、透射电镜和扫描电镜观察以及X射线织构测量、拉伸试验和平面应变断裂韧性测试,研究了130 mm厚2397-T87铝锂合金不同厚度层及不同取向的微观组织、拉伸性能和断裂韧性。结果表明:厚度方向织构分布不均匀,表层织构以高斯织构为主,中心织构则主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,亚表层T/8处织构较弱,且从中心到亚表层,β取向织构和立方织构含量降低,剪切织构含量增加,T/8处剪切织构含量最大。L方向不同厚度层拉伸性能具有不均匀性,亚表层的抗拉强度(σb)和屈服强度(σ0.2)小于中心,LT方向拉伸性能差异相对较小;同一厚度处,合金强度和断裂韧性具有各向异性,σb、σ0.2的变化规律为:L方向﹥LT方向﹥SL方向,L-T取向的断裂韧性最好,T-L取向次之,S-L取向最差。     

TC4合金高温拉伸变形力学行为与微观组织演变关联研究

基于TC4合金高温恒应变速率拉伸试验和微观组织观察,研究了工艺参数对TC4合金流动应力、应变速率敏感性指数、应变硬化指数和微观组织演变的影响规律,获得了TC4合金高温拉伸变形时宏观力学行为与微观组织演变的关联机制。结果表明:当变形温度为1123~1213 K、应变速率为0.1 s-1时,TC4合金的拉伸应变不超过0.7就会出现局部颈缩并导致开裂;当应变速率为0.01 s-1、变形温度为1183 K时,TC4合金的应变速率敏感性指数m值最大,归因于该变形条件下初生α相呈等轴状且较细小;当应变速率为0.01 s-1时,随着应变增加,应变硬化指数n值呈逐渐减小的趋势,归因于加工硬化和动态软化的共同作用;随着变形温度升高,初生α相由长条状转变为等轴状,随着应变速率增加,初生α相呈现出明显的取向性,不利于晶界滑动或旋转;应变对初始α相形貌和含量影响较小,但对次生α相影响显著。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

研究了中间退火对5052铝合金板材组织与性能的影响。对合金的拉伸性能及显微硬度进行测试,使用扫描电镜(SEM)对合金的断口形貌进行观察,使用金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和宏观织构进行分析。结果表明:经过中间退火的5052铝合金板材的屈服强度比直接轧制的低10 MPa左右,晶粒尺寸大约82%。中间退火试样不同方向的断后伸长率差别不大,而直接轧制试样的轧向较45°和90°方向的断后伸长率小9%,具有明显的各向异性。拉伸变形后中间退火试样晶粒沿最大切应力方向呈明显的流变特征,断口处韧窝发达、分布更均匀。中间退火试样的{100}001 Cube织构和{100}011 H织构等再结晶织构更强,而直接轧制试样的B织构{110}112和Goss织构{110}001等轧制织构更强。经中间退火的板材各向异性得到明显改善。     

电子束熔丝增材制造GH4169组织及力学性能研究

对电子束熔丝增材制造GH4169多道多层沉积试样块进行了研究,分析了电子束熔丝增材制造沉积块不同高度与不同成形方向的显微组织以及力学性能.结果表明,电子束熔丝增材制造的GH4169组织及力学性能存在明显的各向异性.成形试样的显微组织主要为γ相和共晶γ+Laves相以及碳化物相,枝晶间存在大量的Laves条带;不同成形方向上的组织有所差异,沿送丝方向(Ds)为等轴"十字形"γ枝晶,沉积高度方向(Dd)、水平方向(Dt)的典型组织为柱状晶.EDS结果显示,同一层有少量的Nb、Mo元素偏析.沿沉积高度方向显微硬度呈现逐渐上升趋势,水平方向硬度基本围绕某一值浮动.拉伸性能有明显的各向异性,沿着送丝方向(Ds)和水平方向(Dt)抗拉强度明显高于沉积高度方向(Dd),整体低于高温合金锻件室温拉伸强度.     

热等静压处理对选区激光熔化成形Inconel 718合金各向组织及力学性能的影响

目的 研究热等静压处理对选区激光熔化（SLM）成形不同沉积方向Inconel 718合金试样显微组织和力学性能的影响规律,提升Inconel718合金的综合力学性能。方法 采用SLM技术制备平行沉积方向和垂直沉积方向的Inconel 718合金试样,并对试样进行热等静压（HIP）处理和热等静压+固溶时效（HIP+HT）处理。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）,对合金的显微组织、断口形貌、物相组成、晶粒形貌及取向进行分析。对试样进行显微硬度和拉伸强度性能测试,对比分析不同沉积方向SLM、HIP及HIP+HT试样的显微硬度、拉伸强度、屈服强度以及断口延伸率。结果 SLM成形的Inconel718合金经热等静处理后,平行方向的晶粒形态由柱状晶转变为等轴晶,晶粒尺寸增大,并伴随有孪晶形成。晶界处的Laves相基本溶解,同时有许多MC碳化物在γ基体中析出。不同处理状态下平行方向试样的拉伸强度、屈服强度和硬度值均小于垂直方向。平行和垂直方向SLM成形件的拉伸强度σb分别为996.3MPa和1051.1MPa...     

TIG增材制造TC4钛合金力学性能及工艺参数的影响规律

采用TIG增材制造的方法成型TC4钛合金零件,并对成型件的力学性能特征及焊接工艺参数对成型零件的力学性能的影响规律进行研究。研究发现,所成型零件的力学性能存在着各向异性,这是由于柱状晶定向生长造成的。沉积态TC4钛合金的力学性能能够满足美国机械工程学会对于沉积态钛合金的最新标准AMS4999:2002。参数的影响规律如下:随着焊接电流的增加,X和Z方向上的抗拉强度有所降低而断后伸长率提高;随着焊接速度的增加,X和Z方向上的抗拉强度提高而断后伸长率降低;随着送丝速度的增加,X方向上的抗拉强度和断后伸长率都有所降低,而Z方向上的抗拉强度和断后伸长率均有所提高;随着层间间隔时间的增加,X方向和Z方向上的抗拉强度和断后伸长率都有所提高。     

退火对SP-700合金板材组织、织构和力学性能各向异性的影响

通过光学显微镜(OM)、电子背散衍射(EBSD)及单向拉伸测试等方法,研究了退火温度对SP-700合金板材微观组织、织构和力学性能各向异性的影响。结果表明：随退火温度的升高,SP-700合金板材的晶粒等轴化程度提高;当退火温度为780℃时,退火织构类型基本不变;当退火温度为860℃时,初生α相向次生α相的转变形成了新的织构;经900℃退火后,组织类型转变为网篮组织,织构类型为棱锥织构和R型织构。α相的棱锥织构取向是造成原始板材力学性能各向异性的原因;晶内亚结构在变形初期对滑移系的阻碍作用影响了板材在不同方向上的室温强度;随退火温度的升高,晶内亚结构的消除和新的织构取向的产生导致力学性能各向异性增强。此外,晶粒形貌和相含量的差异也会导致各向异性的变化。原始板材的断裂机制均为韧性断裂,且不同方向的断口特征略有不同。     

基于扫描间距调控Inconel 738合金的微观组织和力学性能

采用EBSD技术系统地研究了扫描间距h对选区激光熔化(SLM)成形Inconel 738合金微观组织、动态再结晶行为、织构演变和力学性能的影响。研究表明,随着h的增加,平行于沉积方向的细长柱状晶晶粒长/径比减小,晶粒的形貌由粗大的细长柱状晶向细小的等轴晶转变,晶粒的取向变得更加随机;随着h的增加,动态再结晶体积分数增加,再结晶区域位错密度和应变低于未再结晶区域;随着h的增加,其铸造织构的类型发生变化,织构主要由Rotated-Goss织构{110}110转变为Rotated-Goss织构{110}110+Cube织构{001}100,Cube织构的强度逐渐增强,而Rotated-Goss织构的强度逐渐减弱;此外,通过选择合适的扫描间距(h=70μm),沉积态Inconel 738合金可获得优异室温力学性能(σ_y=933 MPa,σ_(uts)=1209 MPa,ε_f=38%),达到良好的强度与塑性匹配。