TC18合金β相区等温锻造显微组织和力学性能

研究了β相区等温变形温度、变形程度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响,讨论了工艺、组织和性能之间的关系。结果表明,TC18合金显微组织对等温锻造温度的变化比较敏感,两相区等温锻造和单相区等温锻造的显微组织分别为双态组织和网篮组织;与两相区锻造相比,β相区锻造获得了更高的强度和断裂韧性,但塑性有所降低,且随着变形温度的升高,强度和塑性均呈现下降趋势,断裂韧性稍有升高。β相区变形量较小时,组织遗传性导致合金保留了部分魏氏组织形貌,塑性较低,断裂韧性较高;当变形量达到60%时,晶粒破碎程度大,次生片状α相发生一定程度球化并弥散分布,组织变得均匀细小,合金强度和塑性保持良好的匹配,断裂韧性较高,综合性能最好。     

TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究

文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn~5μn。在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达1881.7%。     

跨相区等温锻造对TC18合金组织和性能的影响

研究了跨相区等温锻造时不同变形量分配对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响,讨论了跨相区锻造组织和性能之间的关系。结果表明:跨相区等温锻造锻件的显微组织与两相区变形量密切相关。两相区较小变形时,显微组织和单相区接近,晶界α明显,锻件力学性能和全β锻造没有太大差别;两相区较大变形时,锻件的显微组织趋于不均匀,片状α相和球状α相同时存在,锻件强度升高,塑性基本保持不变,断裂韧性较两相区较小变形时明显下降。     

TC25G钛合金整体叶盘锻件的组织和力学性能研究

研究了TC25G钛合金两相区等温锻造整体叶盘的组织分布和力学性能。结果表明:锻件能顺利成形,应变分布基本均匀,没有缺陷产生。整体叶盘各部位组织均匀,呈现等轴α与片状α的双态组织形貌,初生等轴α含量约为10%,片状α相均匀地分布在β转变基体上,受两相区变形影响,α相晶界不连续,呈弯折、断裂状,可观察到部分再结晶β晶粒。TC25G钛合金整体叶盘力学性能优异,盘件各部位力学性能均满足要求,而且拉伸性能、断裂韧性、高周疲劳性能均具有较大的富余量。     

准β锻造工艺对TC18钛合金组织与性能的影响

研究了准β锻造工艺对TC18钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:在α+β两相区较小变形时,其显微组织和仅在β单相区变形时组织形貌相近,为典型的网篮组织;在α+β两相区较大变形时,晶界破碎程度增大,片状α相向等轴状α相转变;随两相区变形量由0~50%变化时,其抗拉强度先升高再降低,在变形量为20%~30%时抗拉强度较高,塑性则呈小幅上升趋势。TC18钛合金跨相区锻造时,为获得编织均匀的网篮组织,且又保证原始β晶界充分破碎,从而获得较优的强度、塑性和冲击韧性的匹配,在β单相区即Tβ+20℃温度下的热加工变形中变形量应大于35%,而在α+β两相区即Tβ-30℃温度下的热加工变形中变形量应控制在30%以内。     

轧制变形量对小规格TC6钛合金棒材组织和性能的影响

研究了轧制变形量对TC6钛合金棒材组织和性能的影响,用金相显微镜观察了微观组织形貌,并测试了力学性能。结果表明:随着轧制变形量增加,TC6钛合金棒材初生α相合量增加,α相尺寸及组织均匀性明显改善;棒材试样屈服强度和抗拉强度随锻造变形量增加而提高,棒材试样断面收缩率随着轧制变形量的增加而降低(φ20 mmφ17 mm);φ25 mm棒材试样断面收缩率低于φ17 mm棒材试样的主要原因是组织均匀性差。     

锻态TC25G钛合金棒材的显微组织和织构

利用光学显微镜(OM)和电子背散射技术(EBSD)研究α+β型TC25G钛合金大规格棒材不同位置的显微组织和晶体取向。结果表明:锻态TC25G棒材不同位置组织和织构不同;表面位置和1/2R位置为双态组织,棒材中心为等轴状初生α相、棒状α板条和β转变组织;棒材表面为α相0001//AD和1120/1010//AD的弱织构,1/2R位置处为1120//AD的弱织构,中心位置形成2022织构;适当增加β单相区的锻造变形量,细化原始β晶粒并通过控制α+β两相区的终锻温度,降低坯料的温度梯度,提高坯料应变场的均匀性,可提高棒材组织和晶体取向分布的均匀性。     

镦粗变形工艺对TC18组织和性能的影响

研究了不同镦粗变形工艺对TC18钛合金棒材的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,TC18钛合金棒材首先在β单相区加热并施加大变形量锻造,而后在(α+β)两相区加热并以适当变形量锻造,可获得强度、塑性和韧性等综合性能的良好匹配。     

β锻造参数对TC17钛合金组织性能的影响

基于TC17合金β跨相区锻造试验,研究了始锻温度、变形程度、锻后冷却方式对TC17钛合金组织和性能的影响。试验表明:TC17钛合金的显微组织演变和室温力学性能对于β锻造参数表现出不同程度的敏感性;随着始锻温度的升高,晶粒细化程度增大,不同的始锻温度可显著影响合金的强度;通过增大合金的变形程度可显著改善组织中的残留魏氏组织,进而对强度产生较大影响,合金内部粗晶组织的变形不均匀化进一步增强;锻后冷却方式为缓冷时,晶内次生α相长度增加,可有效提高合金的断裂韧性。在始锻温度为918℃、变形程度为60%、锻后冷却方式为缓冷的条件下,TC17钛合金的室温力学性能匹配较佳。     

管路接头用钛合金锻件显微组织及硬度分析

研究了多向加载条件下闭式模锻成形的TC6钛合金三通锻件的显微组织和力学性能,采用光学显微镜及扫描电镜对比了锻件不同位置处的原始β晶粒及α相的形态,并表征了锻件各位置处的维氏硬度,进一步分析了锻造变形量对显微组织形态及显微硬度的影响。研究结果表明,闭式锻造三通锻件各位置处的显微组织及硬度存在较大差异;随着锻造变形量的增大,原始β晶粒由各向尺寸接近的多边形转变为细条状晶粒,同时晶界α相由不连续的短棒状转变为等轴状;锻造变形量越大的位置,由于显微组织细化及加工硬化作用,显微硬度越高。     

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.     

加工工艺对TC4-DT合金组织和性能的影响

研究不同锻造工艺(三火次镦拔、五火次镦拔、五火次镦拔+中间β均匀化处理)对TC4-DT钛合金显微组织和力学性能的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和力学性能的关系.结果表明,与常规锻造和常规均匀锻造相比,采用常规均匀锻造+β均匀化处理(C工艺)的组织在普通退火后具有与力学性能的最佳匹配,并且在后续的变形过程中,随着变形量增大,C工艺由于畸变能以及再结晶的作用产生了许多细小的等轴组织,因此采用C工艺具有细化晶粒的作用,对提高合金的整体性能有益.     

损伤容限型钛合金的等温锻造温度研究

研究了TC21钛合金在5.5×10-4s-1恒应变速率、40%变形程度条件下,等温锻造温度变化对锻件组织和性能的影响。结果表明:TC21钛合金显微组织对温度变化敏感,在两相区锻造时,显微组织由初生α相和β转变组织组成,并且随着变形温度的提高,初生等轴α相的含量逐渐减少,晶粒尺寸增大;在相变点温度锻造时得到网篮组织;在相变点以上温度锻造时得到片状组织。室温拉伸强度和断裂韧性随锻造温度的升高呈现增加趋势,室温拉伸塑性明显降低。在965℃等温锻造时,显微组织为较细的片状组织,强度、塑性和断裂韧性达到较佳匹配,获得较好的综合力学性能。965℃为较佳等温锻造温度。     

不同工艺成形的TC2合金大规格板坯组织分析

采用低温大压下工艺成形出厚度为240 mm的大规格TC2钛合金板坯,并研究了不同锻造工艺对TC2钛合金板坯组织和性能的影响。结果表明:采用低温大压下工艺成形的大规格TC2合金板坯的晶粒得到充分破碎,退火后得到的板坯具有细小、均匀的等轴组织。     

铝合金锻造开坯变形均匀性数值模拟与实验验证北大核心CSCD

锻造开坯变形均匀性是影响锻件质量的重要因素。以2A14铝合金为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对锻坯应变场进行模拟,通过引入平均等效应变ε_(ave)、变形均匀系数a,结合晶粒形貌观察和拉伸力学性能测试,对“单向镦粗”和“多向镦粗”两种锻造开坯工艺的变形均匀性进行定量和定性分析。研究结果表明:“多向镦粗”锻造开坯工艺的变形均匀性较“单向镦粗”锻造开坯工艺好,且锻造累积应变量越大,变形均匀性越好,力学性能各向异性越弱。2A14铝合金在多向镦粗锻造开坯过程中,随着累积应变量的增加,晶粒细化机制由晶粒破碎机制逐渐转变为连续动态再结晶机制。     

TC4钛合金精锻过程中的组织演变与力学性能

研究了精锻过程对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,精锻导致TC4合金等轴组织在锻造过程中不断细化,材料强度不断提高;但随着精锻变形程度的增大,粗大的β晶粒和魏氏组织α片层不断发生扭曲而破碎,并在变形程度到50%时出现细小的β转变组织特征,导致材料强度和塑性随变形程度的增大而增大。     

Ti6Al4V钛合金自由锻造板坯的显微组织及力学性能

对自由锻造Ti6Al4V钛合金板坯的显微组织和力学性能的均匀性进行了研究,分析了造成不同部位显微组织差异的原因。主要结论如下:板坯横向宏观组织为模糊晶,说明板坯晶粒充分破碎,组织细小均匀;板坯横纵向的显微组织有明显的差异,分别是等轴α相和长条α相;同向各取样部位的组织差异较小,表现出良好的组织一致性。板坯室温拉伸性能均满足标准要求,不同部位性能基本一致,强度实测值的离散度极小。     

准β锻工艺对TC21组织和性能的影响

研究了准β锻中不同变形量对TC21合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC21合金的组织和力学性能与准β锻中变形量的大小及其在β单相区和α+β两相区的分配关系紧密。变形只在β相区进行时,随变形量的增加,条状α相被拉长,对应的室温抗拉强度逐渐降低;当在β相区变形量为30%时,其对应的平面断裂韧度值高达94.1 MPa·m1/2;当在β相区变形35%,在两相区变形量达到33%时,组织出现球状α相,随两相区变形量的增大,室温抗拉强度有升高趋势,平面断裂韧度降低。     

锻造工艺对Zr-4合金管坯微观结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响

为了研究不同锻造工艺对Zr-4合金管材组织及性能的影响,基于1火次锻坯,分别在α相区、(α+β)相区和β相区进行2火次锻造,经历相同的淬火、挤压、轧制及热处理工序后,获得3种Φ63. 5 mm×10. 9 mm管坯,利用OM、SEM、TEM和EBSD分析了管材试样的显微组织,在静态高压釜中进行了500℃和400℃/10. 3 MPa蒸汽腐蚀试验,借助室温、高温(380℃)拉伸试验,对比了试样的力学性能。结果表明:2火次采用低温α相区锻造工艺,可加大锻坯组织破碎程度,实现最终管材的晶粒组织细化,从而提高了拉伸性能;第二相粒子主要沿晶界分布,晶粒细化后形成更多晶界,明显增加了第二相粒子数量,也在一定程度上改善了其分布均匀性;同时,低温锻造下的坯料表层获得更大变形,密排六方结构的管材晶粒取向发生变化,耐腐蚀性能更优的试样的柱面法向垂直于管材轧制方向。第二相粒子和织构两个方面因素的共同作用,使得Zr-4合金管材的耐腐蚀性能显著提升。     

自由锻变形方式对TC6钛合金棒材组织和力学性能的影响

通过改变自由锻变形方式研究了TC6钛合金棒材组织和力学性能的变化。结果表明:与传统的自由锻方法相比,使用改进工艺锻造的合金增加了组织均匀性,心部和边部显微组织趋于一致。提高显微组织均匀性使TC6钛合金棒材的力学性能均匀性增加,工艺改进后棒材的强度比改进前提高了30~50 MPa,伸长率略有升高。最终获得了组织和力学性能符合ΓOCT90107-73标准的TC6钛合金棒材。