TC11钛合金叶片上亮条和暗条的性质及控制

对TC11钛合金叶片上发现的亮条和暗条的性质进行了分析,并提出了减少或消除亮条和暗条的解决措施.结果表明,亮条一般为富钛偏析或富铝偏析;暗条一般为叶片锻造时形成的应变线,也有情况下为富β稳定化元素偏析.叶片上的偏析性质的亮条和暗条一般与钛合金铸锭熔炼过程有关,为了消除或减少偏析,应加强配料选择、电极制备、合金熔炼等工艺的控制,并注重各工序间的质量检验.叶片上属于锻造应变线的暗条可通过调整叶片锻造和热处理工艺参数来减轻或消除.     

Ti-2.5Cu合金铸锭微区成分分析

真空自耗电弧炉熔炼方法生产的钛合金锭可能存在许多缺陷,如难熔金属夹杂、间隙元素偏析、合金元素偏析所致的组织缺陷、反常的α相形态等组织缺陷以及化学成分的偏析.其中宏观偏析是必然存在且最难解决的一个,本文对典型Ti-2.5Cu钛合金进行了微区成分分析和宏观成分分析,得出了合金元素宏观和微观偏析的规律,并探讨了引起宏观偏析的微观原因.     

医用TC4ELI钛合金板材缺陷分析

某医用TC4ELI钛合金板材在进行低倍检查时发现其存在贯穿的亮带缺陷,通过金相检验、扫描电镜分析、能谱分析和硬度测试,对缺陷种类和形成原因进行了分析。结果表明:该缺陷为富钛+间隙元素偏析缺陷,是由钛合金铸锭生产过程中海绵钛粒度不均匀、中间合金混料分布不均匀导致的;建议通过控制原料和熔炼工艺来减少或消除该缺陷。     

铸锭GH 3625合金微观偏析及均匀化热处理

为消除铸态GH 3625合金的显微偏析,改善其热加工性能,建立其均匀化动力学并制订均匀化处理制度,采用ImagePro Plus软件、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),对通过真空感应熔炼和电渣重熔双联工艺制备的GH 3625合金电渣锭的显微组织及元素偏析情况进行分析和研究.同时,对铸态GH 3625合金在不同温度下同一时间及同一温度下不同时间进行了均匀化处理.结果表明:GH 3625合金电渣锭存在明显的枝晶间微观偏析,主要偏析元素为Nb、Mo等,形成富Nb的Laves相、MC碳化物;不同元素的偏析程度为NbMoTiAlCr;Nb、Mo、Ti、Al在枝晶间大量富集,使得Laves等多种非平衡相在枝晶间析出;在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,偏析元素逐渐扩散均匀;当热处理制度为1 130℃×32 h时,元素偏析基本消除;Laves相体积分数随均匀化处理时间呈明显指数函数特征,V1 130℃=0.033 5exp(-0.163 1t).     

低弹性模量β钛合金的制备和性能

用非自耗真空电弧炉熔炼β钛合金Ti-8Mo-8Zr 4.5Sn-2Mn,用金相显微镜、X射线衍射仪、纳米硬度仪表征和研究了合金的组织、结构和弹性模量。结果表明：这种β钛合金的组织中枝晶组织和等轴晶组织共存;晶体结构为β相,合金元素产生了偏析;合金的弹性模量为41.4 GPa。与TMA合金（Ti-11.5Mo-6Zr-4...     

热处理消除大尺寸铸态高Nb-TiAl基合金组织中的β相偏析

研究了热处理对大尺寸铸态高Nb-TiAl基合金组织中β相偏析的影响.实验结果表明,通过在α γ两相区保温适当时间可以消除合金组织中的β相偏析.合金试样经1250℃/24h 900℃/30min/AC热处理后,可以有效消除晶界处的β-偏析和片层内的α-偏析;而经1280℃/ 6h 900℃/30min/AC就可以达到1250℃保温24h的效果,保温12h后β相完全被消除,但片层团平均晶粒尺寸有所长大,从原来的75μm增长到123μm左右.     

新型含Cu高熵合金的微观组织及热处理过程相变

目的 为优化CrMnFeCoNi高熵合金成分,消除富Cr脆性相的析出倾向.方法 用Cu取代Cr元素,以四元MnFeNiCu高熵合金为研究对象,探究含Cu高熵合金的微观组织及其热处理过程中的相变特征.结果 铸态MnFeNiCu合金中Cu元素具有较强的偏析倾向,其枝晶间存在大量颗粒状富Cu析出物,通过均匀化热处理能完全消除Cu元素偏析现象,得到单相FCC组织.结论 Cu与其他3种元素均表现为不同程度的不相容性,具有最大的偏析倾向,使其在凝固过程中于枝晶间富集,均匀化热处理过程中Cu元素发生溶质扩散,最终形成了单相固溶体组织.     

变更合金化元素对IMI550超塑性形变的影响

大量实验数据表明,化学成分的变换决定α+β钛合金的超塑性形变性能.在一定温度下,这种变更不仅引起α/β比例的变化,而且改变α和β相的蠕变性能.普遍使用的β稳定元素使β-Ti的示踪自扩散系数发生很大的变化.英国学者对工业板材合金IMI550(Ti-4Mo-4Al-2Sn-0.5Si)的超塑性形变性能进行研究.同时,用1wt%Fe(快速扩散合金元素)取代基础合金IMI550中的1wt%Mo(缓慢扩散合金元素),以形成特殊的"改良"合金,其中的铁作为微量杂质.     

BT36高温钛合金的成分特点及组织研究

采用金相观察和扫描能谱分析的方法,测定了BT36合金的α+β/β相转变温度和组织中不同区域的成分.结果表明:BT36合金的α+β/β相转变温度为980℃.其轧棒经过两相区热处理可获得等轴组织,同时存在片层状的β转变组织.经测定,与周围等轴基体相比,片层中Al含量偏低,而Mo、W含量偏高,这是由于合金在熔炼时合金元素没有得到充分地均匀化.     

钛合金冶金缺陷实例分析

对在工程实践中遇到的部分钛合金冶金缺陷实例进行了总结分析,并提出了相应的预防解决措施。实例分析结果表明：钛合金冶金缺陷形式主要有硬a缺陷、夹杂物、偏析、孔洞等。这些冶金缺陷主要是在钛合金的真空自耗熔炼过程中形成并遗传下的,且基本上可以通过提高原材料品质和改进熔炼工艺加以控制或消除。     

TC16钛合金不同退火制度的显微组织研究

对TC16钛合金棒材各种退火制度下的显微组织进行了X射线及显微组织分析.结果表明:不同温度、保温时间及冷却条件下退火后的合金均由α + β两相组成.α + β两相区退火时,组织为片状α和等轴α分布在β基体上.随退火温度升高,α相等轴化程度提高,α晶粒尺寸明显增大;随退火保温时间延长,等轴α含量增加且晶粒尺寸增大;空冷条件下,组织中片状α和等轴α更细小.β单相区退火时,组织为粗大的β晶粒内分布着不同取向α片域,α片间为β中间层,原始β晶粒的晶界为α.     

Ti-17合金大锻件的显微组织研究

前言 Ti-17合金是富β型α+β两相钛合金,名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr,可以用来制造航空发动机的压气机盘等厚截面构件。该合金具有良好的淬透性,淬透深度达150mm,有利于保证构件截面显微组织的均匀性。由于β稳定元素的添加量较高,Ti-17合金能够热处理强化,通过不同工艺条件的加工热处理控制其显微组织,改变和调整α与β相的形态、尺寸和分布状态,获得良好的强度与韧性匹配。 Ti-17合金的显微组织特征、相转变及其动力学已有文献报道过。本文通过Ti-17合金大锻件不同部位和不同方向上的显微组织分析研究,发现α相除了形态和尺寸的差异之外,粗大魏氏α片内还有一些交叉或平     

氮化前显微组织对SmFeN合金磁性能的影响

本文研究了Sm含量,凝固速度及Nb和Zr元素的添加对Sm-Fe合金微观组织及氮化后Sm2Fei7Nx合金磁性能的影响.研究结果表明:采用真空感应炉熔炼Sm-Fe合金,当Sm的补偿量大于10wt%时,合金铸锭组织中出现大量的富Sm相,这将导致氮化后磁体磁性能的恶化;提高铸锭的冷却速度及添加Nb和Zr等元素可以有效地细化铸锭中α-Fe相的晶粒,减少均匀化退火后α-Fe相的数量,提高磁性能.     

Mg-Nd-Y-Zr合金的无熔剂保护制备工艺研究

以金属镁、金属钕、镁钇中间合金和镁锆中间合金为原料,进行Mg-Nd-Y-Zr合金的无熔剂制备工艺的研究。通过考察熔炼温度、熔炼时间、合金液静置时间以及浇铸温度等工艺参数对合金收率、合金元素收率以及合金元素偏析程度等技术指标的影响,结合对合金铸态组织结构的研究,确定Mg-Nd-Y-Zr合金的均质纯净化制备工艺条件为:熔炼温度770℃、熔炼时间150 min、物料加入速率50 g/min、保护气中SF6体积分数0.1%、合金液静置时间60 min以及浇铸温度740℃。该工艺条件下,合金收率大于96%,合金元素偏析程度为±(0.05~0.15)%(质量分数),合金元素含量偏差±(0.03~0.10)%(质量分数),合金内部无氧化缺陷,无杂质元素的引入富集。合金中的典型强化相为Mg41Nd5、Mg12Nd及Mg2Y相,呈网状分布,钕和钇元素对合金具有弥散强化作用;锆元素在合金中具有晶粒细化和铁杂质去除的双重作用。     

1200MPa级新型高强韧钛合金

随着飞机结构件用钛量的大幅度增加,对钛合金的性能要求也随飞机设计概念的改变而改变,在追求钛合金高强度的同时,也要求合金具有高的韧性。为设计一种强度高于1200 MPa、断裂韧性大于65 MPa·m~(1/2)的新型高强高韧钛合金,在计算合金Mo当量的基础上,合金设计时综合考虑了合金元素对α相、β相的强化和韧化的影响,以及微观组织对强韧性的影响,设计获得一种新型高强高韧富β型的钛合金Ti-5321。实验室条件下30 kg铸锭和中试条件下500 kg铸锭试制的棒材在较理想的显微组织下,新设计的合金室温抗拉强度大于1200 MPa、延伸率大于8%、断裂韧性大于65 MPa·m~(1/2),相比于现有高强高韧钛合金,显示出明显优势。     

Sn含量对TiNbZr合金组织的影响

具有低弹性模量、高强度、不合有毒元素的β型钛合金是目前新型医用钛合金开发的热点。本实验研究了Ti-18Nb-17Zr-xSn（质量分数％，x=0，1，2，3，4，5）合金，通过热处理调整合金显微组织，使用X射线衍射分析相组成，并对合金的硬度进行测试。通过分析，表明锡元素可以促进快冷过程中α″相的形成。在中慢速冷却过程中，锡能够和其它β稳定元素一起共同稳定β相。锡对力学性能的影响要综合考虑锡的固溶强化作用和锡对相的影响。     

钛合金数据库系统的开发、显微组织定量表征及亚稳β钛合金的成分理论设计研究

赵永庆教授基于Access 2000关系数据库平台,采用面向对象的可视化编程语言Visual Basic开发了钛合金基本关系数据库;建立了一套可行的钛合金显微组织的定量分析方法与模型,实现了钛合金显微组织中相的体积分数、β晶粒大小、α条的厚度及丛域尺寸、α条的形态、位向分布等特征参数的定量描述.采用Feret Ratio建立了典型钛合金α相的统一表征模型;运用经验电子理论(EET)探讨了亚稳β钛合金的β相稳定性、贫化β相与富化β相分离及控制富化β相分解的微观机理,为实现亚稳β钛合金的成分理论设计提供理论基础.     

固溶温度对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金棒材组织和性能的影响规律

研究了固溶温度对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,钛合金固溶处理温度在相变点以下,空冷后,显微组织由β相、初生α相以及次生α相组成。随着固溶温度的升高,显微组织中β相晶粒尺寸增大,晶界α相厚度减小,产生有序化现象,而次生α相数量和尺寸减小,使合金的强度降低,塑性升高,但固溶处理温度为800℃时,网状晶界α相使塑性迅速下降;当固溶处理温度在相变点以上,Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金重新形核并长大,随着固溶温度的升高,β相晶粒尺寸增大,初生α相数量减少,强度和塑性都下降,过冷β相晶粒发生应力诱发马氏体现象。     

Ti-17合金的α+β区变形及热处理与显微组织

一、前言 Ti-17合金是美国通用电气公司研制的用于发动机风扇和压气机盘的材料。该合金是富β相的两相钛合金,其β稳定元素(Mo+Cr)含量较高。它既可以在β区加工,也可在α+β区加工,后续的热处理制度根据加工工艺确定。该合金具有较高的综合性能,经热处理调整后,屈服强度可达1034～1173MPa,与Ti-6Al-6V-2Sn相当,比TC4要高138～206MPa;它还有较高的塑性和韧性,蠕变性能更优于TC4合金。该合金在美国已投入批量生产,在F-100和F-110及CFM56等发动机中获得正式应用。本文探讨了α+β区变形和热处理对该合金显微组织的影响,为该合金的生产实践提供一些有益参数。     

GB/T 6394-2017在钛合金晶粒度评定中的应用

对各类钛合金的晶粒度评定做了定义。应用GB/T 6394-2017中的比较法和截点法对α,β类钛合金材料的晶粒度进行了评定。对α-β两相合金中出现的等轴组织、双态组织、网篮组织、魏氏组织、非等轴组织及特殊组织的晶粒度评定方法做了应用研究。结果表明:α,β类单相钛合金、各相含量明确的α-β两相钛合金及再结晶热处理后的超细晶组织,均可应用GB/T 6394-2017中比较法和截点法来进行晶粒度评定。