Ti3SiC2陶瓷颗粒增强铜基复合材料的组织和性能

为了考察Al,Sn,Zr,Mo合金元素对α钛合金在室温和77 K低温(液氮)下的缺口冲击韧性(冲击值Ak)的影响,采用示波冲击试验机测试了Ti-2Al,Ti-2Sn,Ti-2Zr和Ti-1Mo 4种α钛合金在室温和77K下的Ak值,并计算了表征其冲击韧性的弹性变形功、塑性变形功和裂纹扩展撕裂功.用扫描电镜观察了4种合金冲击试样断口的形貌.计算数据和显微组织表明,4种合金均显示韧性特征,4种合金元素对冲击韧性贡献的顺序为:Mo＞Zr＞Sn＞Al.     

钛合金抗热强度的提高

美国“装甲研究院”公司的试验室确定,含7％以下的Al和3％左右Mo的钛合金,在室温和较高温度下,具有非常良好的性能。于是研究成功了添加其它元素的Ti-Al-Mo系合金。 目前,正在研究中的有以下各种成分的钛台金: 6％Al—3％Mo—2％或4％Be;6％Al—3％Mo—4％Sn或4％Zr;6％Al—3％Mo—2％Sn—2％Zr;6％Al—2％Mo—1％Cr或1％Mn或1％V;6％Al—1％     

Al、Mo含量对铸造钛合金力学性能的影响

运用正交实验 ,考察了Al、Mo含量对Ti Al Mo 1Zr系铸造钛合金力学性能的影响。试验结果表明 :随Al、Mo含量提高 ,铸造合金的强度增加 ,塑性和冲击韧性降低 ,但Al、Mo的交互作用却使合金塑性提高 ,强度和冲击韧性降低     

Nb、Cr和Mo对新型β/γ-TiAl合金组织与相变的影响

为了研究TiAl合金中β相稳定元素对显微组织及相变温度的影响,本文在Ti-43Al合金的基础上,通过单独与复合添加Nb、Cr、Mo 3种合金元素,获得了新型β/γ-TiAl合金,并系统研究了3种元素的作用规律.结果发现:Nb促使合金形成片层结构,Cr、Mo使合金分别形成近γ组织和针状魏氏组织;3种元素对β相的稳定能力为Mo>Nb>Cr;复合添加Nb、Cr、Mo元素对β相的稳定作用比单一添加更为显著;3种不同元素对α+β+γ三相区范围有显著影响,对α2+γ→α转变的共析温度(te)影响较大,而对γ→α的转变温度(tα)影响较小,Ti-43Al-4Nb-2Mo-0.2B合金的α+β+γ三相区最窄约为15℃,而Ti-43Al-6Nb-0.2B合金的α+β+γ三相区最宽约为95℃,Ti-43Al-4Nb-1Cr-1Mo-0.2B合金的α+β+γ三相区为55℃.     

生物医用Ti-Nb-Sn合金的超弹性

通过室温下拉伸实验研究了Ti-14Nb-4Sn和Ti-16Nb-4Sn（at．％）合金的超弹性。发现锻造态和400℃冰水淬火态的Ti-16Nb-4Sn合金超弹性良好,通过4％变形量循环拉伸三次即可获得完全的超弹性;而400℃冰水淬火态的Ti-14Nb-4Sn合金通过3％变形量循环拉伸两次即可完全回复。Ti-14Nb-4Sn合金和Ti-16Nb-4Sn合金均以700℃冰水淬火态断裂延伸率为最大,分别为14．42％和12．02％。锻造态Ti-14Nb-4Sn合金的马氏体逆相变回复温度As为134．8℃。XRD分析结果表明室温下Ti-16Nb-4Sn合金的组织为β相和＋α″马氏体相;而Ti-14Nb-4Sn合金的室温组织除β和α″外,还存在α相。     

SPS烧结参数对Ti3Al2Mo5Nb室温及低温力学性能的影响

目的 研究SPS烧结温度、保温时间等工艺参数对Ti3Al2Mo5Nb在不同温度下力学性能的影响规律.方法 利用放电等离子烧结(SPS)技术快速烧结,得到致密度较高的Ti3Al2Mo5Nb低温钛合金,通过设置不同的烧结温度及保温时间,结合室温及77 K低温力学性能测试,对不同参数得到的合金的室温及低温性能进行表征,探究SPS烧结过程中工艺参数对Ti3Al2Mo5Nb合金室温及低温力学性能的影响规律.结果 随着烧结温度的升高,合金的致密度、硬度逐渐提高,室温条件下的抗拉强度逐渐提高,伸长率逐渐降低,而77 K条件下合金的抗拉强度逐渐增加,伸长率先增加后减少.随着保温时间的增加,合金的致密度及硬度变化不大,无论在室温还是在77 K低温条件下,合金的强度均先减小后增加,伸长率逐渐减少.微观组织显示,随着烧结温度的增加,β相含量逐渐减少,与伸长率的变化相同,这可能是由于β相的存在促进了室温变形过程中晶界滑移及低温条件下产生孪晶;随着保温时间的增加,析出的强化相含量先减少后增加,这可能是导致合金强度变化的原因,同时β相含量减少,从而导致合金在273 K及77 K条件下的塑性均降低.结论 对低温条件下使用的钛合金而言,在50 MPa压力下,当温度为1050℃时,保温5 min得到的样品力学性能最好,过高的烧结温度及保温时间会减少合金中β相含量,降低低温塑性.     

用于冠脉支架的Ti3Mo2Sn3Zr25Nb合金研究

血管支架植入术是冠心病介入治疗的常用手段,钛合金由于具有比强度高、耐蚀性好、生物-力学相容性优良等优点,因此是金属类冠脉支架产品的首选材料。针对不含毒性元素的新型生物医用β型Ti3Mo2Sn3Zr25Nb合金进行了较为系统的研究,同时阐述了该合金的塑性变形与强化机制,分析了不同形变下合金的应力-应变曲线,讨论了热处理工艺对Ti3Mo2Sn3Zr25Nb合金微观组织和性能的影响,明确了冠脉支架用Ti3Mo2Sn3Zr25Nb合金的加工工艺,也为其他β型钛合金加工提供参考和借鉴。同时,还开展了Ti3Mo2Sn3Zr25Nb合金的生化腐蚀率、溶血率和细胞毒性的检测,以及材料在动物体内的试验,较为全面的评价了该合金的生物相容性,为其在生物医学领域的应用起到了积极的推进作用。     

Ti-10Mo-XNb合金铸态组织和机械性能的研究

为了研究Nb元素对Ti-10Mo合金组织和性能的影响,采用钨电极熔化、离心浇注工艺制备了4种钛合金(Ti-10Mo-XNb,X=0,3,7,10),分析并测试了Nb元素对Ti-10Mo合金铸态组织和力学性能的影响.研究结果表明:随着Nb含量的增加,3种Ti-Mo-Nb合金的铸态组织和相组成发生了改变,Ti-10Mo-3Nb合金由等轴的α+β晶粒组成,Ti-10Mo-7Nb合金由等轴的β晶粒组成,Ti-10Mo-10Nb合金由少量等轴和大量枝状的β晶粒组成.另外,随着Nb含量的增加,3种Ti-Mo-Nb合金的维氏硬度、压缩强度、弹性模量降低,压缩率和抗弯强度升高,压缩断口和弯曲断口由脆性断裂向韧性断裂转变.Ti-Mo-Nb合金有望成为新型的生物医用材料.     

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。     

Ti-2Al-2.5Zr和Ti-4Al-2V合金在300℃水蒸气中的氧化层特点

在300℃水蒸气中的氧化层特点Ti-2Al-2.5Zr和Ti-4Al-2V合金是2种新型的α钛合金,主要用于航空、核反应等特殊领域的管线系统.目前,对该合金的研究多集中于变形后的组织、变形应力-应变特性、织构、结晶动力学及注入N+后的表面改性.     

先进的高温钛合金Ti—1100

美国于80年代研制成功的高温钛合金Ti—1100的成分为Ti—6Al—2.75Sn—4.0Zr—0.4Mo—0.45Si—0.7O_2—0.2Fe。该合金实际上是Ti—6242Si的发展型,其最高使用温度接近593℃,比Ti—6242Si约高53℃。Ti—1100是一种近α合金,最佳加工工艺是β锻+直接稳定时效,其蠕变和拉伸性能对锻造工艺参数,如温度、冷却率、最终时效温度不太     

β钛合金—Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al

Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al是一种亚稳态β钛合金,可通过时效硬化获得高强度。在427～649℃范围内时效,由于β-相局部转变为α-相而产生高强度。合金成分:Mo7.5～8.5,V 7.5～8.5,Fe 1.6～2.4,Al 2.6～3.4,O_2 0.10～     

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。     

L10-TiAl金属间化合物4d过渡金属合金化电子结构与力学性能计算

采用第一原理赝势平面波方法研究了TiAl-X（X为4d过渡金属）超胞合全体系的几何、能量与电子结构。通过计算、比较、分析Ti7Al8X与Ti8Al7X超胞的合金形成能,本文得出4d过渡金属在L10-TiAl合金中的占位情况：Y、Zr、Nb、Mo和Tc主要优先占据Ti原子位,而Ru、Rh、Pd、Ag和Cd则主要优先占据Al原子住。合金化元素价电子态密度图的变化,较好地解释了4d过渡金属在L10-TiAl合金中的占位规律。合金化超胞模型G／B值显示Mo、Tc、Ru、Rh、Pd和Ag有利于改善TiAl合金的室温塑性,而Y、Zr、Nb、和Cd则相反。Mo、Ag与Nb的合金化效应与实验结果一致,其余的4d过渡金属对L10—TiAl合金的韧化效应还需要实验进一步验证。     

铜模吸铸法制备的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶与块体纳米晶合金

利用铜模吸铸法制备了直径φ1.0mm和2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金和直径2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体纳米晶合金圆棒.利用X射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)和差热分析仪(DTA)对Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金的结构和热性质进行了测定.该非晶合金的超冷液相区△Tx为16.7K,约化玻璃转变温度Tg/Tm和Tg/T1分别为0.60和0.57.Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金接近共晶成分,在10K/min的冷却速率下其过冷度可达86.7K.利用透射电子显微镜(TEM)观察了制备态的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2纳米晶合金圆棒的结构,为非晶基体上均匀分布的尺寸10～20nm的α-Fe晶粒.Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金能达到较大的过冷度,具有较高的约化玻璃转变温度(接近共晶合金成分)和过冷合金熔体的二步相析出有利于块体非晶合金和块体纳米晶合金的形成.铜模吸铸法既可制备块体非晶合金,也可制备块体纳米晶合金,是一种很有吸引力的制备块体非晶合金和块体纳米晶合金的方法,并进一步证实利用快速凝固法可以直接制备块体纳米晶合金.     

α钛合金的热机械加工

α钛合金是一种较宽泛的分类,包括工业纯钛、α钛和近α钛合金.工业纯钛和含有Al和Sn等α稳定元素的α钛合金均为单一相,在常温下为密排六方晶体结构.     

Ti-6Al-3Nb-2Zr-0.8Mo合金的焊接性评价

针对Ti 6Al 3Nb 2Zr 0.8Mo合金及其配套焊接材料,通过大量的试验研究,对其焊接工艺性能、焊接接头的抗裂性能、常规力学、断裂力学、应力腐蚀性能等进行了评价。结果表明:Ti 6Al 3Nb 2Zr 0.8Mo合金焊接性能优良,是一种优良的船用结构钛合金。     

磁控溅射Ti合金薄膜结构特征及贮氢性能

采用磁控溅射方法制备了Ti膜及TiMo、TiMoYAl和TiZrYAl等三种合金膜.合金膜中Mo、Zr和Al三种元素成份与靶材成分基本一致,而Y元素则与靶材成分有较大的偏差.在400℃吸氢工艺下,四种膜材的吸氢动力学性能良好,没有脱膜现象,饱和吸氢量均可超过1.5(H/M).膜材的吸氢PCT曲线表明,含Mo合金膜材具有最高的吸氢平衡压,外推出的室温下的数量级约为10-4Pa.     

汽车用钛合金表面双辉等离子Mo合金化层的制备及其摩擦磨损性能

为了改善钛合金的表面摩擦磨损性能,采用双辉等离子合金化法在汽车用近β型钛合金(Ti-5Zn-3Sn)表面制备了Mo合金层,通过微观组织观察及硬度、摩擦系数、磨损率测试等考察了合金化层的形貌以及摩擦磨损性能.结果表明:钛合金表面等离子合金化后,呈现出银白色,表面形貌很不平整,粗糙度和致密性得到提高.钛合金Mo合金化层与基体之间结合很好,没有出现不可控的断层以及裂纹.随着合金化层的逐渐深入,Mo元素占比慢慢降低.在Mo元素固溶强化作用的影响之下,钛合金表面硬度得到明显提高,有效地改善了钛合金表面摩擦学性能.随着Mo合金化温度增加,合金化层的硬度明显增加.合金化后钛合金表面硬度高,受压屈服极限大,黏着效应小,摩擦系数小,磨损率明显降低.     

钼钨含量和热处理对一种高温钛合金拉伸性能的影响

研究了具有不同β相稳定化元素(Mo,W)含量的TMW-1(K_β=5.5)钛合金和TMW-2(K_β=3.5)钛合金,经不同双重和三重退火处理后的室温和650℃高温拉伸性能。结果表明:经适当的热处理,在不损害室温塑性的情况下,TMW-1钛合金和TMW-2钛合金在650℃的拉伸性能均能达到近α钛合金在600℃的拉伸性能。为了保证合金650℃的拉伸性能,合金中β稳定化元素(Mo,W)含量应使β稳定化系数K_β保持在3.0-3.5为宜。