机械加工切削刀具材料钛合金微观组织和力学性能研究

以机械加工切削刀具材料Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo钛合金为研究对象,在单相区加工锻坯,在不同温度下进行固溶+时效热处理;比较不同热处理后试样的力学性能和微观组织。结果表明:锻坯微观组织主要由β相组成,但仍存在少量晶界不连续的α相;在双相区温度下固溶,微观组织主要由长条或球状α相和亚稳态β相组成;在单相区温度下固溶,α相已全部转化为等轴的β相组织,随固溶温度升高,β相长大,晶粒尺寸变大;时效温度高于560℃时,随固溶温度升高,钛合金抗拉强度提高,塑性降低;在相同固溶条件下,随时效温度升高和时间延长,钛合金的抗拉强度降低,塑性提高。     

TC11钛合金二次固溶及时效工艺研究

采用不同的工艺对TC11钛合金进行了二次固溶及时效处理,分析了固溶和时效处理参数对钛合金组织和性能的影响。结果表明,钛合金经一次固溶处理后,α相和β相形貌变化较大;经二次固溶处理后,α相含量增多,β相含量减小。钛合金经固溶时效处理后微观组织主要是复杂交织的网状结构和初生球状α相。时效温度对钛合金力学性能影响不大,断裂方式为韧性断裂。     

固溶处理对一种新型亚稳定β型钛合金组织与力学性能的影响

研究了固溶处理对一种亚稳β型Ti-10Mo-6Zr-4Sn-3Nb钛合金组织与力性能的影响。结果表明:经(α+β)固溶后的组织为拉长的β晶粒,晶界和晶内析出球状初生α相;时效后,晶内β基体上均匀析出细小针状的次生α相。β单相区固溶后的组织为等轴β晶粒;时效后,晶界析出取向相近的次生α相片层,晶内析出针状、平行交叉的次生α相。随固溶温度的升高,初生α相体积分数减少,β晶粒度增加。经(α+β)固溶+时效后,析出的次生α相细小;经β单相区固溶+时效后,析出的次生α相较粗大;经固溶后,合金拥有较高的强度和塑性,且随固溶温度的升高,强度减小,塑性增加;(α+β)固溶时效强化大于β单相区固溶时效强化,二者差约60 MPa。     

固溶冷却方式对短时用高温钛合金板材组织和性能的影响

研究了固溶冷却方式对一种新型短时用高温钛合金热轧板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,新型短时用高温钛合金板材经固溶处理及不同方式冷却+时效后,合金的组织均为α+β相,随着冷却速率的增加,初生α相的含量和尺寸逐渐减小,3种冷却方式下析出的次生α相尺寸都较细小,但炉冷析出的次生α相数量较少,空冷和水冷析出的次生α相尺寸和数量相差不大。随着冷却速率的提高,合金的室温、600 ℃及700 ℃高温强度提高而塑性降低。合金固溶处理后采用空冷方式可获得较好的综合力学性能。     

固溶-时效对粉末成形TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、冷却方式以及时效温度对粉末成形TC4钛合金相组成、微观组织以及力学性能的影响,分析了固溶-时效热处理过程中微观组织变化及析出强化机制。结果表明,在两相区固溶处理,随固溶温度的升高,初生α相含量不断减少;单相区固溶处理后,初生α相全部溶解,析出相呈片层状;固溶时采用水冷可获得α+α′组织,时效过程中马氏体分解形成的次生弥散相实现合金强化。粉末成形TC4钛合金经950℃/1 h/WQ+500℃/4 h/AC热处理后,综合性能匹配良好,抗拉强度为1231 MPa,屈服强度为1126 MPa,延伸率为10.75%。     

热处理对激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr钛合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究热处理对激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr钛合金(TC17)的影响以优化其显微组织和力学性能。研究结果表明,激光增材制造TC17钛合金沉积态样品具有粗大的原始β柱状晶和等轴晶的混合晶粒形貌、晶内超细α片层和连续晶界α相(α_(GB))等典型特征。经α+β两相区840°C预处理和标准固溶时效热处理后,连续晶界α相(α_(GB))粗化并且在其两侧形成不含初生α相(α_P)的晶界无析出区(PFZ)。经单相区910°C预处理后,所有α相完全转变成β单相并且晶界附近溶质元素分布均匀,再经过标准固溶时效热处理形成明显断续的晶界α相(α_(GB))及呈均匀分布的晶内初生α相(α_P)和次生α相(α_S)。两种热处理工艺均可以明显提高激光增材制造TC17钛合金的综合力学性能,达到了TC17锻件航空标准规定值。     

热处理对TA19钛合金组织和力学性能的影响

通过改变固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度,研究了热处理制度对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,使得伸长率和断面收缩率减小;而升高固溶温度使得β相中析出的细小次生α相增多,从而使室温抗拉强度增大。固溶处理后采用水冷时,由于从β相中析出大量细小弥散的次生α相,室温抗拉强度较大,但伸长率和断面收缩率较小。时效温度对微观组织和力学性能影响较小。     

TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能

研究热机械处理（两相区变形加普通退火、双重退火、固溶时效以及三重退火）对 TC4-DT 钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,热机械处理对显微组织参数影响显著,随着退火和时效温度的升高及冷却速度的降低,初生α相的体积分数和原始β晶粒的尺寸降低,而晶界α和次生α相的宽度却升高。由于固溶时效处理获得了大量的β转变组织和细小的晶界α相和次生α相,合金强度最高,但伸长率不及其它条件的,其断裂强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率分别为1100 MPa、1030 MPa、13%和53%,双重退火获得了良好的强度和塑性匹配,合金力学性能分别为940 MPa、887.5 MPa、15%和51%。组织参数和性能的关系表明,随着β转变组织的增多和原始β晶粒尺寸的增大,材料的强度和断面收缩率升高,而晶界α相和二次α相的宽度对力学性能的影响却呈相反趋势。此外,晶界α相含量的减少和原始β晶粒尺寸的降低有助于塑性的提高。     

TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能（英文）

研究热机械处理(两相区变形加普通退火、双重退火、固溶时效以及三重退火)对TC4-DT钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,热机械处理对显微组织参数影响显著,随着退火和时效温度的升高及冷却速度的降低,初生α相的体积分数和原始β晶粒的尺寸降低,而晶界α和次生α相的宽度却升高。由于固溶时效处理获得了大量的β转变组织和细小的晶界α相和次生α相,合金强度最高,但伸长率不及其它条件的,其断裂强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率分别为1100 MPa、1030 MPa、13%和53%,双重退火获得了良好的强度和塑性匹配,合金力学性能分别为940 MPa、887.5 MPa、15%和51%。组织参数和性能的关系表明,随着β转变组织的增多和原始β晶粒尺寸的增大,材料的强度和断面收缩率升高,而晶界α相和二次α相的宽度对力学性能的影响却呈相反趋势。此外,晶界α相含量的减少和原始β晶粒尺寸的降低有助于塑性的提高。     

BASCA热处理对TB18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了TB18钛合金棒材经β固溶缓慢冷却时效（BASCA）热处理后的显微组织和力学性能。结果表明，TB18钛合金棒材在β相区固溶后缓慢冷却条件下，α相在β晶界和晶内均有析出，晶内α相呈点状或短针状，晶界α相基本呈薄膜状镶嵌在β晶界上。冷却速度对晶界α相影响较大，当冷却速度为1℃/min时，晶界α相以透镜状在晶界上不连续析出，形成“项链”组织。随着冷却速度的降低，析出的晶界α相越来越多且相互连接为一体，并逐渐粗化呈连续的波浪状。缓慢冷却后形成的晶界α相对合金塑性和韧性不利，随着冷却速度的减小，合金塑性和韧性均降低。TB18钛合金棒材经过β相区固溶空冷+时效处理后，可获得在抗拉强度接近1300 MPa的水平下，延伸率达到8%，断裂韧性超过80 MPa·m1/2的优异综合性能。     

两相区热处理对TC21钛合金显微结构的影响

采用金相显微镜和扫描电镜等手段，研究了固溶、固溶时效等热处理工艺对TC21钛合金显微组织的影响，确定了两相区热处理得到的显微组织，采用透射电镜、X射线衍射方法研究了TC21钛合金在两相区热处理的相组成。同时探讨了固溶温度、固溶时间、冷却方式以及时效处理对这种合金显微组织和相结构的作用。结果表明：在两相区进行热处理，均得到双态组织；相组成主要是α相、β相，并在TC21合金中发现含有少量金属化合物，如α2-Ti3Al相、B2相、Zr3Al、Si2Mo等；固溶温度影响了初生α相的体积分数和晶粒尺寸：固溶时间达到一定程度后，延长保温时间对显微组织没有明显影响；冷却速度影响声转变基体组织；时效也对β转变基体组织和次生α相有影响。     

固溶工艺对Ti-6Al-4V铸造合金力学性能的影响

研究了在不同相区或同一相区不同固溶温度和时间下的固溶处理对Ti-6Al-4V钛合金微观组织和室温力学性能的影响。结果表明:Ti-6Al-4V钛合金在(α+β)两相区固溶处理后获得的细片层组织中晶界α相的连续性被破坏,并且粗大片层明显细化;在β相区固溶处理后的组织为具有晶内薄片α相和小的α群集的网篮状组织;与在β相区进行固溶处理获得的网篮组织的强度相比,在两相区较低温度区间(900～920℃)进行2 h固溶处理所获得的细片层组织的强度可提高8%～12%。     

冷却速率对TB17钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同冷却速率对TB17钛合金固溶态和固溶时效态的相组成、显微组织、拉伸性能和断裂韧度的影响。结果表明：TB17钛合金以不同的冷却速率进行固溶处理后,其显微组织均由残余β相以及其上分布的尺寸不一的片层状α相组成,仅发生了β→α相变,未发生β→ω相变和β→α’’等相变;随着冷却速率的降低(由水冷到炉冷),其拉伸强度呈现逐渐增加的趋势,而拉伸塑性则先降低后升高。经固溶时效处理后,TB17钛合金的显微组织均由粗片状初生α相、残余β相以及其上弥散分布的细片层状α相组成;由于固溶冷却速率不同,使得在时效过程中析出的细片层状α相的大小和形态各不相同。随着冷却速率的降低,TB17钛合金的拉伸强度呈现逐渐减小的趋势,而拉伸塑性则呈现逐渐升高的趋势,同时断裂韧度亦呈现逐渐增大的趋势,尤其是炉冷的固溶时效态合金,其断裂韧度达到了148.06 MPa·m^1/2。     

Effects of heat treatment process on microstructure and mechanical properties of TCA-DT titanium alloy plate

研究了不同热处理制度对TC4-DT合金厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,TC4-DT合金在α＋β两相区固溶处理时,随着固溶温度的降低,初生α相含量逐渐增多,强度降低,塑性增加;固溶冷却速率越慢,获得的α’马氏体越少,随后的时效强化效果越小。随着时效温度的提高及时效时间的延长,析出的次生α相数量增多,晶粒粗化,屈服强度出现先增加后下降趋势,塑性变化不大。因此,最佳热处理工艺为955℃×1h,AC＋550℃×8h,AC,经该工艺处理的试样综合力学性能较好。关键词：TC4-DT钛合金;热处理;组织;性能     

Ti-62222s合金热处理工艺的研究

介绍了Ti-62222s合金成分、热加工过程及热处理工艺对其组织性能的影响,并综述了β区、α+β两相区固溶温度、固溶冷却速率,时效温度及时效时间等因素对合金显微组织及力学性能的影响。研究表明,β区锻造+两相区热处理+时效,α+β两相区常规锻造+三重热处理两种典型工艺制备的Ti-62222s合金具有最好的力学性能匹配。     

热处理对航空用TC4钛合金薄板力学性能影响研究

研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α＋β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α＋β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。     

一种新型阻燃β钛合金的微观组织和力学性能研究

研究了Ti-25V-15Cr-2Al-2Nb-0.2C阻燃β钛合金的微观组织和力学性能,TiC和α是β基体上的两种析出相.α相是影响合金塑性的主要因素,特别是晶界连续α膜将导致合金塑性急剧恶化.1050℃固溶处理比1050℃固溶+700℃时效热处理具有更好的强韧性结合.     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

热处理对新型高强钛合金组织与性能影响研究

本论文研究了新型高强钛合金（Ti-6Al-6Mo-4V）的微观结构和力学性能。分在α/β和β区固溶处理后,在460℃~620℃5个不同温度下时效6h,研究合金的组织与性能之间的关系。结果表明,α/β区固溶时效处理后的性能与β单相区固溶时效处理后相比,α/β区固溶时效处理后合金获得更好的强度和塑性组合。在850℃（α/β区域）固溶处理以及460℃时效后,合金获得最高的强度为1572MPa,伸长率为2.63％;在620℃时效时,合金的伸长率达到最高为11.46％,但强度较低为1201MPa。经过825℃固溶处理,540℃时效后,该合金获得最好的强度（1328MPa）和伸长率（7.58％）匹配。同时,β区溶液处理后的β晶粒较大,时效后形成细小的二次α相 ,导致强度和塑性较差。     

热处理对新型高强钛合金组织与性能的影响（英文）

研究了新型高强钛合金(Ti-6Al-6Mo-4V)的微观结构和力学性能。分别在α/β和β区固溶处理后,在460～620℃5个不同温度下时效6h,研究合金的组织与性能之间的关系。结果表明,α/β区固溶时效处理后的性能与β单相区固溶时效处理后相比,α/β区固溶时效处理后合金获得更好的强度和塑性组合。在850℃(α/β区域)固溶处理以及460℃时效后,合金获得最高的强度为1572 MPa,伸长率为2.63%;在620℃时效时,合金的伸长率达到最高为11.46%,但强度较低为1201 MPa。经过825℃固溶处理,540℃时效后,该合金获得最好的强度(1328 MPa)和伸长率(7.58%)匹配。同时,β区溶液处理后的β晶粒较大,时效后形成细小的二次α相,导致强度和塑性较差。