板坯组织类型及热处理工艺对Ti6321合金板材组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明：合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反；随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,两合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为：(940℃～980℃)×(2～3)h。     

热处理工艺对不同组织类型的Ti6321合金板坯组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明:合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反;随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,2种合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为:(940～980℃)/(2～3) h。     

退火温度对SP-700钛合金板材显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜和室温拉伸实验机研究退火温度对SP-700钛合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:退火温度低于760℃时,显微组织没有显著变化;退火温度为780℃时,显微组织由等轴状以及条状α相和β转变组织组成;退火温度为800~840℃时,显微组织由等轴α相和β转变组织构成;当退火温度升高至900℃时,显微组织由粗大的β相转变组织组成。室温拉伸实验表明:退火温度低于800℃时,抗拉强度变化不大,屈服强度和伸长率逐渐升高;当退火温度为800~840℃时,抗拉强度和屈服强度逐渐升高,伸长率逐渐下降;在740~820℃退火,纵横向抗拉强度和屈服强度的差异随着退火温度的升高而减小,纵横向伸长率差异先减小后增大。     

热处理工艺对TA17钛合金板材组织与性能的影响

文章实验研究了热处理工艺对TA17钛合金板材显微组织与室温力学性能的影响。结果表明:TA17钛合金板材经过不同温度热处理时,合金板材的显微组织由等轴球状α相+晶间β相构成。随着温度升高,合金中的初生α相含量显著减少,并逐渐趋于等轴化,β相和次生α相的体积分数逐渐增大。在740780℃范围内热处理,强度与塑性匹配最好,得到的TA17钛合金板材综合力学性能最优。     

热处理对Ti-5331合金板材组织及力学性能的影响

研究了核反应堆壳体用Ti-5331合金热轧板材在不同退火温度下的显微组织与力学性能。结果表明:Ti-5331合金板材在相变点以下随着退火温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变相含量明显增加。当退火温度为700℃时,开始发生静态再结晶,800℃时为等轴组织,900℃时为双态组织,950℃时为网篮组织。随着退火温度的升高,合金板材的抗拉强度先下降后上升,屈服强度呈下降趋势,屈强比逐渐减小;当退火温度在相变点以下时,板材冲击韧性随退火温度升高呈上升趋势,当超过相变点后冲击韧性急剧下降;退火温度对塑性影响较小。经900℃×1 h/AC退火处理的Ti-5331合金板材有着较好的综合性能,抗拉强度为920 MPa,延伸率为15%,V型缺口冲击韧性达到93 J/cm~2。     

热处理对TC4薄板组织与性能的影响

研究了退火温度、保温时间、退火方式及冷却方式等热处理制度对TC4薄板室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,在单片式退火方式下,温度从720℃升高到820℃时,板材的抗拉强度和屈服强度先降低后升高,但其伸长率先升高后降低,退火温度为780~800℃时板材的强度和塑性得到了良好的匹配;当保温时间从30 min延长到120 min时,板材的抗拉强度变化不明显,屈服强度显著下降,但保温时间超过60 min后屈服强度趋于定值。随退火温度的升高和保温时间的延长,初生α和β转变组织的晶粒尺寸都增大,且β转变组织的比例增大。采用真空垛式退火+炉冷方式,退火温度为780℃、保温时间为7 h时板材可获得良好的综合力学性能。     

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.     

退火处理对TiZrAlV合金组织与力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试和拉伸试验等方法研究退火处理对TiZrAlV合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:锻造态TiZrAlV合金由α相、β相以及少量fcc相组成;退火处理后,合金发生α+β+fcc→α+β的相变过程,并且β相含量随退火温度升高而增加;TiZrAlV合金锻造态和退火态的微观组织特点为典型的网篮组织,并且随着退火温度的升高,α相片层的厚度逐渐增大;锻造态TiZrAlV合金的屈服强度、最大抗拉强度、伸长率以及硬度分别为833、955 MPa、13.08%以及36.5 HRC;退火处理后合金的屈服强度得到提升,400℃退火的屈服强度为982 MPa,抗拉强度为1136 MPa,而伸长率和硬度变化不大;退火处理后合金的拉伸断口由大量大小不等的韧窝组成,呈现塑性断裂特征。     

固溶处理对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材组织及力学性能的影响

研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β相转变;空冷冷却速度较慢,高温组织有很大一部分发生分解,而水冷冷却抑制高温析出相析出及分解,形成片层状β转变组织;随着固溶温度的升高,合金板材抗拉强度先增加后减小,伸长率降低;940℃固溶后水冷处理的合金板材力学性能最优:抗拉强度1264 MPa,伸长率11.4%。     

固溶时效对Ti6242合金组织性能的影响

对轧制态Ti6242合金棒材进行固溶时效热处理,分析了固溶温度对材料组织与性能的影响;并通过图像处理得到了不同固溶温度下的组织参数,对组织与性能的关系作定量分析。结果表明,相变点(差热法测得相变点为991℃)以下,固溶温度在910~985℃时的抗拉强度和屈服强度随温度的升高呈下降趋势,塑性变化较小;随固溶温度的升高,等轴α尺寸及片层厚度的增加,克服了条状α增加对强度的贡献作用,导致抗拉强度及屈服强度降低,对塑性影响较小。在相变点之上,在1000~1030℃固溶时,抗拉强度和屈服强度变化较小,而塑性迅速下降;这是因为1000℃固溶时,等轴α含量降低显著(5%~6%),组织的变形协调能力下降,塑性降低,条状α尺寸的增加引起了抗拉强度和屈服强度降低,1015~1030℃固溶时,其显微组织为魏氏体,表现为强度和塑性的急剧减小,1030℃固溶时片层α的长度减小,宽度增大,材料性能有所回升。     

退火温度对低成本TC4LCA钛合金板材组织和性能的影响

为提高低成本TC4LCA钛合金板材的强度和冲击性能,选取不同退火温度对典型规格板材进行热处理,研究了其显微组织和力学性能的变化规律,分析了显微组织对强度和冲击性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4LCA钛合金中的长条状初生α相转变为等轴状,β转变组织中析出针状或片状次生α相;退火温度越高,长条状初生α相含量减少,等轴化倾向明显,直至发生粗化;针状或片状次生α相长大。合金的强度先增大后减小、断后伸长率略有降低,冲击吸收能量则呈增大趋势。综合考虑,在800～880 ℃范围进行退火可使TC4LCA钛合金板材获得强度、塑韧性的最佳匹配。     

固溶和时效温度对IMI834钛合金板材组织和性能的影响

研究了不同固溶时效温度对IMI834合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:IMI834合金板材经低温热处理的组织和轧态没有明显差别,室温强度也与轧态基本保持不变;合金在α+β两相区热处理后得到双态组织,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,室温强度略有增加,塑性的变化规律与强度相反,初生α相含量的减少对板材的室温强度没有明显的影响。随着时效温度的提高,板材的室温强度降低,塑性有所降低。板材的600 ℃高温力学性能变化规律与室温相似,但断面收缩率较室温好。本试验得到的较优的热处理制度为1035 ℃×1 h, AC+(700~750) ℃×4 h, AC。     

M5锆合金马氏体热处理工艺研究

通过单因素实验法设计不同热处理工艺,并对热处理后的国产M5合金的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:国产M5合金经β相淬火后组织为马氏体组织;淬火温度对国产M5合金的晶粒尺寸、抗拉强度和屈服强度影响较大,回火温度和回火时间对国产M5合金的塑性影响较大.综合考虑确定920℃淬火+610℃真空回火8h为最优热处理参数.     

热处理对激光立体成形TB18钛合金组织和力学性能的影响

采用BLT-C1000型激光立体成形设备制备了沉积态的TB18钛合金,然后采用OM、SEM和拉伸试验机等方法研究了不同热处理工艺对TB18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态试验合金的宏观组织以长条形β晶粒为主,晶内由亚稳β相和针状次生α相组成,且存在贯穿β晶粒的沉积层线。随着直接时效温度的升高,原始β晶粒形状变化不大,内部次生α相厚度增加,在形貌上次生α相从针状向片状转变。直接时效温度高于550 ℃时,沉积层线消失,直接固溶温度高于830 ℃时显微组织以全β晶粒组成。固溶+时效处理后,微观组织以纵横交错的细层片状α相为主。随着直接时效温度的升高,抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增加。固溶+时效后析出次生α相,抗拉强度和屈服强度显著增加,同时伸长率下降。综合考虑,实际生产中沉积态的TB18钛合金的最佳热处理工艺为直接时效500 ℃×4 h,此时强度和伸长率均高于指标要求。     

热处理制度对TC8-1钛合金组织和性能的影响

为了提高TC8-1钛合金的性能,对TC8-1钛合金热处理制度进行研究。通过采用不同固溶温度和时效温度处理,分析了热处理制度对TC8-1钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中等轴初生α相含量由65%下降至25%,β转变组织明显粗化,合金由等轴组织转变为双态组织,合金的室温强度降低,而塑性略有提高;随着时效温度的升高,合金中等轴初生α相含量无明显变化,合金的抗拉强度略有降低,而塑性无明显变化。经930℃×2 h,空冷(AC)+580℃×1 h,空冷(AC)热处理后,TC8-1钛合金可获得强度与塑性的较佳匹配。     

热处理工艺对α+β双相镁锂合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、XRD、硬度仪、万能拉伸试验机等手段,研究了α+β双相镁锂合金Mg-9Li-Zn在不同热处理工艺下的显微组织和力学性能。结果表明:挤压后Mg-9Li-Zn合金中α相沿挤压方向变形;当热处理温度在200℃时,α相发生球化反应,合金的抗拉强度提高;当热处理温度在300℃保温3 h时,合金的抗拉强度降低,试件的断裂形貌为脆性破坏,这是α和β相的穿晶破坏所致。     

TB10钛合金的焊接组织与性能

研究电子束焊接态TB10钛合金的显微组织和力学性能.结果表明:TB10板材焊区经过固溶及双重时效后,可得到较好的强度配合以及优异的显微组织和力学性能;焊接和焊接前的热处理工艺使焊区的抗拉强度、屈服强度和塑性均有所下降;经过(725 ℃,1 h,FC)固溶处理后经双重时效处理后,焊区的冲击断裂韧性达到31.3～45.6 J/cm2;固溶+双重时效处理后,合金基体和焊区的显微组织由β相、粗大的初生α相、短小细长的针状次生α相组成;热处理后,合金元素在不同相中的重新分布使各相变得更加稳定.     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

热处理对TLM钛合金管材组织及力学性能的影响

采用规格为Ф4.0 mm×0.3 mm冷轧TLM(Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn,TLM))合金细径薄壁管材,分别在660,720℃进行固溶处理以及对720℃固溶态管材在510℃进行时效处理,利用金相显微镜、XRD、室温拉伸及断口观察分析了固溶、时效对管材组织、力学性能的影响。不同固溶态管材均为等轴组织,随着固溶温度升高,平均晶粒尺寸增大。相变点以上的固溶组织由β相和α'相组成,相变点以下固溶组织还有少量α相。时效过程中,针状的α相在晶界析出更快,合金相变化过程为β+α'→β+α'+α→β+α,时效时间大于3 h时,α相的析出使应力-应变曲线的"双屈服"特征减弱;随着时效时间的延长,抗拉强度、屈服强度及弹性模量升高,而延伸率降低。综合分析表明:720℃+510℃,3 h时效态具有较好的综合力学性能。     

β热处理对Ti-6Al-4V ELI厚板性能影响

由于飞机零部件的独特性能要求,损伤容限特性良好就成为选材的关键。β热处理的Ti-6Al-4V ELI钛合金虽然具备该条件,但β热处理温度对Ti-6Al-4V ELI厚板板材显微组织和力学性能的影响十分显著。通过对热处理温度方面的实验,发现在相变点以上热处理时,板材组织为魏氏体组织,其温度高低对其组织和力学性能的影响较小。但当温度未达到相变点以上温度时,板材组织即成为存在少量的等轴α晶粒的双态组织,无法完全形成魏氏体。所以Ti-6Al-4V ELI厚板材在β热处理时,其热处理的温度对成品组织及性能极为关键。