热处理对锻态2.5vol.%(TiB TiC)/Ti复合材料组织与性能的影响

研究了热处理条件对锻态2.5vol.%(TiB TiC)/Ti复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明：固溶时效处理对复合材料的基体组织特征有显著影响,在两相区进行固溶时效处理后,得到等轴和双态组织,随固溶温度的升高,初生α相含量逐渐降低,而β转变组织含量逐渐升高,当固溶温度超过β转变温度时,得到全片层组织。TiB和TiC增强相在热处理过程中较为稳定,形态与分布无明显变化。固溶时效处理后,锻态复合材料的拉伸强度提高而塑性降低,随固溶温度的升高,复合材料的室温拉伸强度和塑性均有明显增加,而650 oC下拉伸强度与塑性与室温下表现出相反的规律。复合材料经1050oC/2h/AC 600oC/6h/AC处理后综合性能最好,室温拉伸强度为1215.8MPa,延伸率为3.14%,650 oC下拉伸强度为629.9MPa,延伸率为15.9%。     

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金β晶粒生长及片层组织转变

利用可控冷却速度热处理装置研究了Ti-6. 5Al-3. 5Mo-1. 5Zr-0. 3Si合金β热处理过程中的β晶粒生长及片层组织转变规律。结果表明,合金在β单相区固溶时,随着温度升高和保温时间延长,β晶粒尺寸增大,且加热温度高于1140℃时,β晶粒快速生长。计算了β相区晶粒生长激活能为129. 6 k J·mol-1,并建立了β晶粒生长模型。随冷却速度变化,合金出现全马氏体组织和(α+β)片状组织。原始β晶界在全马氏体组织和(α+β)片状组织中均清晰可见,原始β晶粒呈等轴状特征。(α+β)片以取向各异"集束"形式存在于原始β晶粒内,(α+β)集束内的α片几乎相互平行。(α+β)片层组织特征参数(原始β晶粒尺寸、α片厚度及(α+β)集束尺寸)均随冷却速度降低而增加。α片层可在β晶界和晶内形核,以集束形式生长,但不能穿过β晶界。原始β晶界能对α片层的生长起到约束作用。     

热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响

研究了固溶时效热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响。实验表明:当固溶温度为950℃时,复合材料的基体为双态组织,TiBw沿初生α相分布;固溶温度为1050℃时,等轴α相转化为片层α相和α集束,β晶界出现,TiBw沿β晶界分布;固溶温度为1150℃时,复合材料的基体组织为魏氏组织,β晶界进一步扩大,α集束更加细长,TiBw沿β晶界或α集束分布。经热处理后,TiBw/Ti复合材料的室温抗拉强度和屈服强度随着固溶温度升高而增加,但室温塑性呈现相反趋势。     

热压反应自生钛基复合材料高温拉伸断裂分析

将纯钛粉和碳化硼粉按一定比例混合均匀后,通过反应热压方法原位合成制备了增强体TiB晶须和TiC颗粒钛基复合材料,增强体体积分数为5%.利用同样方法制备了纯钛材料.热挤压后,利用X射线衍射仪分析研究了反应自生增强体组成,通过透射电镜和扫描电镜,研究了钛基复合材料的微观组织变化规律及钛基复合材料在室温和高温下拉伸断口形貌特征.研究结果表明,纯钛和B4C在1 200℃发生化学反应,原位合成产生2种不同形状的增强体,即短纤维状TiB晶须和等轴状的TiC颗粒.原位增强体与钛基体具有良好的界面结合,没有明显的界面反应.室温拉伸2种材料均呈脆性断裂.高温拉伸时,纯钛拉伸断口韧窝比较大,尺寸较深.复合材料韧窝尺寸较小.     

Ti-6Al-4V钛合金多工序加工的微观结构和力学性能研究（英文）EI北大核心CSCD

为获得环轧、胀形和热处理不同工艺组合状态下Ti-6Al-4V合金加工工艺-力学性能-微观组织之间的关系,分别对其α相和β相组织形貌,室温和高温拉伸性能(强度和塑性)进行观察与分析。研究表明,在适当的热处理工艺下,合金轧制成形之后增加第二工序胀形是很有必要的。材料的拉伸性能与初生α相的晶粒尺寸和体积分数,及次生α相的晶粒尺寸和组织厚度有很大关系。此外,胀形后热处理主要影响初生α相的晶粒尺寸及α相和β相组成比例,其次影响次生片状α相的大小和数量。当α相由小颗粒等轴组织转变为厚的多边形状组织时,材料的延伸率降低。随着初生α相体积分数的减少,未转变β相组织和弥散次生α相的增加,合金强度增加。材料高温拉伸断裂为韧性断裂,材料低塑性归因于组织断裂表面铸造微缺陷的萌生。     

Ti-6Al-4V钛合金多工序加工的微观结构和力学性能研究（英文）

为获得环轧、胀形和热处理不同工艺组合状态下Ti-6Al-4V合金加工工艺-力学性能-微观组织之间的关系,分别对其α相和β相组织形貌,室温和高温拉伸性能(强度和塑性)进行观察与分析。研究表明,在适当的热处理工艺下,合金轧制成形之后增加第二工序胀形是很有必要的。材料的拉伸性能与初生α相的晶粒尺寸和体积分数,及次生α相的晶粒尺寸和组织厚度有很大关系。此外,胀形后热处理主要影响初生α相的晶粒尺寸及α相和β相组成比例,其次影响次生片状α相的大小和数量。当α相由小颗粒等轴组织转变为厚的多边形状组织时,材料的延伸率降低。随着初生α相体积分数的减少,未转变β相组织和弥散次生α相的增加,合金强度增加。材料高温拉伸断裂为韧性断裂,材料低塑性归因于组织断裂表面铸造微缺陷的萌生。     

β热处理工艺对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金片层组织演变的影响

利用可控冷却速度热处理装置对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金进行了β热处理实验,并研究了该合金原始β晶粒尺寸和冷却速度对片层组织的影响。结果表明,原始β晶界是α片层的主要形核地点,原始β晶粒内可形成多个α集束团,同一α集束内α片层几乎成同一取向;随原始β晶粒尺寸降低,集束尺寸降低,而原始β晶粒尺寸对α片层厚度影响不大;随冷却速度增加,α片层厚度先快速降低,后缓慢降低,而集束尺寸则呈线性降低;α片层厚度与冷却速度呈反比关系:λ=3.94+9.24/v。     

三重热处理温度对TC21钛合金显微组织的影响

TC21钛合金在超塑性拉伸后进行不同温度的三重热处理,研究三重热处理温度对超塑性拉伸后组织的影响。结果表明,超塑性拉伸组织后在940℃以上进行一重热处理后,大部分α相转化为β相和β转变组织,随着一重热处理温度的升高,β晶界逐渐完整,空冷后得到等轴β晶粒。二重热处理后在β晶粒内弥散析出许多细小针状次生α相,随二重热处理温度的升高,析出的次生α相含量增多,尺寸增大。三重热处理后针状α相间有更为细小二次生α相析出,随着三重热处理温度升高,网篮组织中二次α相变粗。     

β锻造工艺对TC17钛合金组织和力学性能的影响

进行了大规格TC17钛合金棒材的镦粗压缩试验,然后进行了800℃/4 h水冷和630℃/8 h空冷,研究了β锻造工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,变形温度对α相形态影响不大,原β晶界的位置由α相晶界占据,晶内α相是网篮交错分布;随着变形温度升高,β晶粒尺寸增大,室温和高温抗拉强度以及塑性下降,断裂韧性略有增大。随着变形程度增大,晶界处的α相发生弯折呈不连续分布,原β晶粒出现拉长现象,室温和高温强度、塑性增大,断裂韧性略有下降。综合考虑力学性能要求,TC17合金的β锻造变形温度不应高于相变点以上60℃,变形程度应控制在60%以内。     

TP-650颗粒增强钛基复合材料的性能与组织特征

研究了TP-650颗粒增强钛基复合材料的性能与组织。结果表明复合材料的室温静拉伸强度随热处理温度的升高而增加。经炉冷处理TP-650棒材的室温拉伸强度比油冷或空冷处理的要高。TP-650的使用温度比传统高温钛合金IM1834，Ti-1100要高50℃～100℃。500℃以上，复合材料表现出良好的高温稳定性能。显微组织显示了TiC颗粒弥散分布，复合材料组织均匀，TiC和基体冶金结合，界面较小。     

热处理对钛基复合材料组织和性能的影响

通过对5vol%(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V试样进行不同热处理,从而研究热处理对其组织和力学性能的影响。研究结果发现:钛基复合材料淬火后组织主要是由针状马氏体α'构成,回火后一方面晶格畸变发生回复,另一方面α'相转变为板条状α相,并且随着回火温度的上升,α板条粗化;由于组织的变化造成硬度随回火温度的升高先降低后上升,而屈服强度先上升后下降,抗拉强度则先上升后变化趋缓。热处理对钛基复合材料的断裂机制影响不大,钛基复合材料都是解理断裂为主;回火转变使延伸率下降,但提高回火温度又会造成钛基复合材料断裂伸长率增加。     

在位生成TiB2／Al—Si—Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2粒子增强Al-Si-Mg复合材料。研究发现,原位生成TiB2粒子呈等轴状且尺寸＜1um,大都均匀分布在共晶组织中,与共晶Si交织在一起,在α（Al)中只有少量的TiB2粒子。原位TiB2粒子可明显强化Al-Si-Mg复合材料,且随着TiB2粒子数量的增加,强化效果也随之提高,而且延伸率也略有升高,如6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度可达296MPa,延伸率为5．5％,热处理（T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状,大幅度提高材料抗拉强度,使6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度达386MPa,而材料仍属于韧性材料。     

紧固件用TB2钛合金棒材热处理工艺研究

研究了热处理工艺对原始组织为粗大β晶粒+少量细小α晶粒的紧固件用TB2钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,棒材组织中α相含量逐渐减少,β晶粒尺寸明显增大,经780℃固溶后强度和塑性匹配最好;固溶+时效处理时,随着时效温度的升高,棒材组织中析出的次生α相体积分数先增加后减少,且棒材强度先升高后降低;经固溶+预拉伸变形+时效处理后,棒材组织中晶粒有一定细化,次生片状α相含量增多,抗拉强度较固溶后直接时效提高了近10%。     

真空退火温度对冷加工态铪棒组织和力学性能的影响

高纯铪锭经过锻造、挤压等加工手段制备成13 mm的棒材,在600~760℃进行了不同制度的真空热处理,通过对比分析热处理前后棒材的低倍组织、显微组织及室温、320℃高温拉伸性能,研究了热处理对棒材组织和拉伸性能的影响。结果表明：热处理后铪棒的低倍组织没有明显变化;随退火温度的升高,晶粒有明显的长大趋势,在600~760℃退火,晶粒度处于9.5~11级。铪棒室温和320℃拉伸强度随着退火温度的提高而降低,室温塑性则随着退火温度提高呈现出先升高后降低的趋势,而高温塑性随着退火温度的提高而增加。     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

原位生成TiB_2/Al-Si-Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2 粒子增强Al Si Mg复合材料。研究发现 :原位生成TiB2 粒子呈等轴状且尺寸 <1μm ,大都均匀分布在共晶组织中 ,与共晶Si交织在一起 ,在α(Al)中只有少量的TiB2 粒子 ;原位TiB2 粒子可明显强化Al Si Mg复合材料 ,且随着TiB2 粒子数量的增加 ,强化效果也随之提高 ,而且延伸率也略有升高 ,如 6 %TiB2 /ZL10 4复合材料室温拉伸强度可达 2 96MPa ,延伸率为 5 .5 %;热处理 (T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状 ,大幅度提高材料抗拉强度 ,使 6 %TiB2 /ZL10 4复合材料室温拉伸强度达386MPa ,而材料仍属于韧性材料     

热处理对镀镍后钛基复合材料组织和性能的影响

为了进一步提高(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料的力学性能和物理化学性能,在钛基复合材料表面进行了化学镀镍处理,并通过不同温度的等温热处理,研究了钛基复合材料组织演变和性能的变化。结果发现,化学镀镍后,(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料在高温预扩散过程中,首先在其表层生成NiTi、Ni_3Ti和Ti_2Ni等多种镍钛的化合物;进一步扩散时,表层Ni元素主要沿着相界向内扩散,并随着热处理温度的变化,基体组织形貌和化合物相的种类都出现了变化,基体组织在950℃等温时出现了层片状共析组织,而继续升高温度会造成组织严重粗化,层状组织消失;试样的整体硬度随着热处理温度的升高,呈先下降后上升的趋势。     

固溶处理对粉末冶金GH4099合金组织及性能的影响

通过等离子旋转电极雾化制粉和热等静压工艺制备了粉末冶金GH4099高温合金,并研究了固溶温度对该合金微观组织演变及室温、高温拉伸性能的影响规律。结果表明,粉末冶金GH4099合金微观组织均匀,晶粒尺寸接近原始粉末尺寸(~50 μm),并且无成分偏析。晶界处大尺寸的一次γ′相与碳化物交错分布,晶粒内部存在大量退火孪晶。随着固溶温度的升高,γ相晶粒逐渐长大,晶界处碳化物由断续状逐渐变为连续分布。当固溶温度为1140 ℃时,可获得与轧制件/锻件相当的室温及高温拉伸性能,但塑性较低,合金断口呈现出脆性解理断裂形貌,这主要与热处理过程中原始颗粒边界(PPB)处碳化物的析出有关。     

电脉冲热处理对网篮组织热轧TC4力学性能和绝热剪切特性的影响

利用SPS设备对网篮组织热轧TC4进行电脉冲热处理,研究了电脉冲热处理对TC4力学性能和绝热剪切特性的影响。结果表明,电脉冲热处理对TC4的静态压缩强度、塑性和动态压缩屈服强度无明显影响,对TC4的绝热剪切临界破坏应变和绝热剪切破坏前材料的单位体积吸收功有显著影响,经900℃热处理后,TC4的绝热剪切临界破坏应变和单位体积吸收功均达到最大值,与未热处理的热轧TC4相比分别提高了57%和42%,表明TC4的绝热剪切敏感性显著降低。微观分析表明,电脉冲处理可调节TC4的原始β晶粒尺寸、集束尺寸和板条宽度等细节组织特征,经900℃电脉冲热处理后,热轧TC4的原始β晶粒尺寸显著细化,β转变组织集束尺寸增大,α板条宽度保持不变。     

锻后热处理对TC17钛合金组织与性能的影响

通过改变时效温度研究热处理制度对β锻造后TC17钛合金显微组织和力学性能的影响,并根据其服役要求选择较佳的热处理制度。结果表明:随着时效温度的升高,显微组织中晶内次生片层状α相集束尺寸增大,位向关系变得简单,β相转变组织含量增多,合金的强度减小,塑性及断裂韧性升高,采用800℃×4 h,WC+660℃×8 h,AC较佳热处理制度,TC17钛合金的室温拉伸性能、断裂韧性及高、低周疲劳性能均满足技术标准要求,且各项力学性能匹配良好。