TC6钛合金热处理工艺研究

TC6钛合金经4种典型热处理后,材料性能存在较大的差异,经固溶时效和双重退火处理后材料强度最高、而塑性最低;经普通退火和等温退火后强度降低而塑性较高,TC6钛合金进行等温退火和双重退火热处理时,冷却方式和退火温度对合金性能有较大的影响。在制定TC6钛合金热处理工艺时,可以通过选择合适的冷却方式和退火温度,使合金获得需要的性能。     

大压下量限宽轧制AZ31镁合金板材的边裂行为及强化机制

AZ31镁合金板在航空、航天、汽车、电子、武器等轻量化领域具有广阔的应用前景,但其塑性成形能力较差,无法承受单道次大压下量轧制变形,且易产生边裂.对AZ31镁合金板分别进行传统轧制和限宽轧制,结果表明,采用限宽轧制时,镁合金板材的单道次实际压下量最高可达50％,双向压缩应力状态可有效抑制边裂产生,裂纹长度在2mm以内;同等压下量时,传统轧制的镁合金板边裂严重,中心区域也出现鱼鳞状裂纹.与原始板材相比,限宽轧制镁合金板的位错强化作用明显,沿轧向的屈服强度和抗拉强度分别提高了54.7％和54.1％,沿横向的屈服强度和抗拉强度分别提高了383.9％和131.1％.限宽轧制板材沿横向的强度和伸长率均高于轧向,主要原因是沿横向的细晶强化作用更强.     

AZ31B镁合金板材多道次轧制路径研究

在250~400℃初轧温度条件下,对铸轧态AZ31B镁合金板材进行四道次不同轧制路径的轧制试验,采用Axio Imager A2m金相显微镜对微观组织进行观察,采用WDW-E100D电子万能试验机对试样室温拉伸性能进行检测。综合研究不同初轧温度及轧制路径对轧后镁板的宏观成形性、微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:轧后镁板组织性能与轧制工艺存在较强相关性。随初轧温度的升高,镁板屈服强度和抗拉强度均逐渐减小,伸长率逐渐增大;不同路径的交叉轧制对镁板边裂现象有较好的改善作用,初轧温度升至400℃后边裂消失;轧后镁板RD-ND截面与TD-ND截面微观组织分布一致,晶粒尺寸均为单峰正态分布特点,不同路径交叉轧制均能有效提高晶粒尺寸分布的均匀性,改善轧后镁板的各向异性,多道次交叉轧制对镁板晶粒细化及均匀化作用最明显。     

大变形热轧制备超细晶TC4钛合金的组织与性能

在70t轧机上,以1 100℃为开轧温度,采用2~4道次大变形轧制方式制备超细晶TC4钛合金,研究了变形量(60%~90%)对该合金组织和性能的影响。结果表明:TC4钛合金中的α和β相片层状组织在热轧过程中因动态再结晶被分解成超细晶组织,由于动态再结晶不完全,组织中存在残留位错;随着变形量增加,超细晶的数量增加且晶粒尺寸减小,合金强度增大,且塑性保持良好,拉伸断裂方式均为韧性断裂;经变形量为90%的大变形热轧后,得到了高强高韧超细晶TC4钛合金,其平均晶粒尺寸约150nm,抗拉强度达1 135 MPa,伸长率超过9%。     

楔横轧二次楔轧制大断面收缩率的应力应变场分析

利用有限元软件DEFORM-3D,基于三雏刚塑性的有限元理论,对大断面收缩率轴类零件成形过程成功地进行了楔横轧二次楔轧制成形的数值模拟,模拟所得的轧件形状与实际零件基本相同,给出了楔横轧二次楔轧制过程的应力应变分布等重要信息。模拟结果表明：二次楔轧制大断面收缩率轴类零件的心部发生了很大变形;二次楔轧制中间横截面受的横拉应力时间较长、值较大,所以轧件中心更容易产生内部缺陷。     

冶金锯片用65Mn钢轧制工艺参数的热模拟优化

为制定65Mn钢窄范围实验室控轧控冷工艺参数,采用热模拟试验机研究了开轧温度、终轧温度、卷取温度、终轧至卷取冷速以及卷取后冷速对其显微组织与硬度的影响。结果表明:影响65Mn钢硬度最显著的工艺参数为卷取后冷速;较高的开轧温度、终轧温度和卷取温度使得65Mn钢原始奥氏体晶粒和再结晶晶粒长大,从而使轧制变形后的晶粒尺寸也较大,进而降低了最终产品的硬度和强度;在相同的工艺参数下,随着卷取后冷速降低,65Mn钢的平均晶粒尺寸明显变大,先共析铁素体含量有所增加;最佳的控轧控冷工艺参数为开轧温度1 170℃,终轧温度890℃,卷取温度680℃,终轧至卷取冷速10℃·s-1,卷取后冷速0.05℃·s-1;在此工艺下试验钢的硬度为19.9 HRC。     

织构对含铒铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

对含铒铝合金板材进行不同工艺的轧制及热处理,得到了具有不同织构的铝合金板材,再通过中心裂纹板材的高周疲劳试验,研究了织构对合金疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:合金板材中织构的含量与板材轧制变形量及退火温度有关;板材中疲劳裂纹总是倾向于沿Schmid因子较大的方向扩展;板材中织构越多,则晶粒间取向差角越小,疲劳裂纹偏折越小,裂纹扩展路径越短,疲劳裂纹扩展速率越快;板材中织构越少,晶粒间取向差角越大,疲劳裂纹偏折越厉害,裂纹扩展路径越长,疲劳裂纹扩展速率降低。     

压下量和终轧温度对硅-锰系含铌热轧双相钢组织与性能的影响

以30 mm厚硅-锰系含铌热轧双相钢为研究对象,在实验室进行了5道次热轧试验,研究了压下量(93.3%,85.0%和81.7%)和终轧温度(790,750和720℃)对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:增大压下量,可以获得均匀细小的铁素体-马氏体组织,在强化基体的同时对塑性影响较小;降低终轧温度,可以获得较高的强度,但易出现混晶组织,对塑性影响较大;在本试验条件下压下量在85.0%左右,终轧温度为790℃时,可以使试验钢的抗拉强度达700 MPa以上,屈强比为0.65,伸长率达23%以上。     

热处理对Gr.38钛合金管组织和性能的影响

对挤压态和冷轧态Gr.38钛合金管分别进行了不同温度下的固溶+时效和退火热处理,研究了热处理温度对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:挤压管经固溶处理后的组织为由初生α相和β相转变组织组成的双相组织,固溶+时效处理后的抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增后降,伸长率和断面收缩率则呈上升趋势;经900℃×1h固溶+500℃×4h时效处理后,挤压管达到最佳的强塑性匹配,抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率分别为1 135 MPa,912 MPa,17%,45%;冷轧管经退火处理后的显微组织由等轴α相和晶间β相组成,随着退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐增大;在830℃退火1h后伸长率最高,达到27%,抗拉强度和屈服强度分别为937,807 MPa。     

终轧温度对钛微合金化Q345B钢组织与力学性能的影响

在Q345B钢的基础上,将锰的质量分数降至0.8%,并添加质量分数为0.05%的钛设计了钛微合金化Q345B钢;将该钢分别在820,850,880℃下进行终轧,研究了终轧温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着终轧温度升高,试验钢的屈服强度和伸长率均表现为先升高后降低的趋势,在850℃达到最大,分别为490MPa和34.0%;抗拉强度则随终轧温度升高而逐渐降低,这主要是由铁素体晶粒尺寸随终轧温度升高而不断长大导致的;当终轧温度为850℃时试验钢可获得最佳的综合力学性能。     

TC11钛合金β锻造变形程度及其锻后热处理对组织性能的影响

研究了钛合金β段造时，通过控制变形程度及锻后矫正热处理温度来改善ＴＧ１１钛合金组织及性能的途径。接近８０％的变形程度及锻后水冷，ｔβ－５５℃矫正保温１．２ｈ，５３０℃×６ｈ空冷可使β锻造塑性指标较５０％变形程度标准双重退火工艺的提高７．３％，对高温锻造所引起的塑性下降有一定改善。     

铝合金单道次热轧过程的温度模拟

为精确预测轧件的温度场、优化轧制工艺和提高最终产品的质量,通过轧制试验和二维弹塑性有限元法,用MSC、Merc软件建立了3104铝合金板材单道次热轧有限元温度模型,分析了空冷、接触传热、塑性变形热和摩擦热等传热方式对轧板温度的影响以及轧板初始温度、轧制速度、接触传热系数和压下量等轧制参数的轧板温降灵敏度系数。结果表明:在单道次热轧过程中,接触传热对轧板温度的影响最大,塑性变形热的影响次之,摩擦热的影响较小,空冷的影响最小;轧板初始温度、轧制速度、接触传热系数和压下量等轧制参数的轧板温降灵敏度系数依次减小。     

铬锰硅钢(30XTCA)板材的热处理

《镰刀和锤子》工厂曾对板材的铬锰硅 钢进行了各种不同热处理方案的研究工作, 以求得最合理的工艺规程。 探讨了三种热处理方案:1）车间里所 采用的热处理是高温退火;2）第二种热处 理是正火及随后的高温回火（1935年规定的 规程）;3）粒状珠光体退火。 板材的退火在工厂的轧板车间进行,用 以重油作工质的箱式炉。钢板成堆地安置在 炉底,并用罩盖上。规定的退火温度的检查 是据气体介质用仪表自动记录温度。为了比 较精确地检查金属的温度,研究时是把热电 偶放在叠垛的不同水平面上。轧板车间有三个正火炉:两个箱式炉板 材是用人工装料和出炉的,一个是炉底可抽 出式加热炉。炉子装备有测量温度的仪器。 高温退火 铬锰硅钢板材的高温退火按     

轧制方式和热处理工艺对TC4-DT钛合金板材各向力学性能的影响

通过显微组织观察和拉伸试验研究了不同轧制方式(换向轧制和单向轧制)与3种热处理工艺对TC4-DT钛合金板材各向力学性能的影响。结果表明:与单向轧制相比,换向轧制减小了组织的各向异性,使得钛合金的各向力学性能一致;低于相变点的固溶时效热处理得到了双相组织,使板材具有更好的综合力学性能。     

均匀化退火时间和轧制道次对镁钆钇锌锆合金组织及拉伸性能的影响

对铸态Mg-6Gd-3Y-1Zn-0.5Zr合金在510℃进行不同保温时间的均匀化退火处理,之后再在450℃下进行1~5道次的轧制,研究了均匀化退火时间和轧制道次对合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:与退火12h的合金相比,退火40h合金中片层状LPSO相的数量明显增多,这导致其强度和塑性较低;随着轧制道次增加,合金中的再结晶体积分数增大,合金的强度和塑性逐渐提高;合金在510℃退火40h后再经5道次轧制后具有最佳的拉伸性能,屈服强度为271 MPa,抗拉强度为340 MPa,伸长率为9.0%。     

塑性加工技术新进展

综述了塑性加工技术的当前进展。分别介绍了薄坯铸轧、高强度钢板冷冲压、镁合金板材热态成形、内高压成形、单点数控增量成形、薄板热冲压-淬火、多点三明治成形及多尺度数值模拟等塑性加工新技术的特点及应用情况,如通过边凝固边轧制目前可得到约1~3mm厚的铸轧坯,可大幅度降低后续轧板的变形量与能耗,新研发的强度超过1000MPa的高强度钢的延伸率已可达60%。指出了塑性加工领域未来的发展趋势。     

钛合金攻螺纹技术及丝锥改进

钛合金是一种比重小、强度高、耐腐蚀和耐热等特性的金属结构材料。TA7属单相组织的α型钛合金,不能热处理强化,通常在退火状态下使用,具有良好的热稳定性和热强性。TC4属双相组织的α β型合金,有较高的力学性能和高温变形能力,良好的韧性和塑性,能进行各种热加工和热处理强化。钛合金在150~500℃仍有很高的强度,被广泛应用于火箭发动机外壳、航空发动机气机盘、叶片、结构锻件等。1·钛合金攻螺纹切削过程特点钛合金是一种难切削材料,突出特点是刀具极易磨损,刀具寿命很短。主要体现在:(1)切削层变形小由于钛合金的塑性低和钛的化学活泼…     

工序间退火温度对0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢管组织与性能的影响

通过显微组织观察和拉伸试验研究了工序间退火热处理温度对冷拔态0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢管显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:试验钢管在600℃以上温度退火处理后,晶界上明显析出了碳化物(Cr23C6),晶粒内有退火孪晶形成,孪晶密度随温度升高而增加;试验钢管经200~550℃处理后,强度稍有提高,塑性略有下降;当热处理温度高于600℃时,强度明显下降,塑性则明显提高。     

大应变轧制Mg-Al-Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-3Al-1Sn合金(AT31)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,得到强度和塑性兼备的新型变形镁合金板材。组织分析表明,AT31合金中析出了一定数量的Mg17Al12相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒均得到有效的细化,因此合金的强度显著提高。经250℃低温轧制后,AT31合金的晶粒尺寸细化最明显,单道次约58%应变量之后晶粒尺寸约4.72μm;随着应变量提升至约66%,AT31合金的晶粒尺寸略有长大,约4.94μm。经300℃下轧制之后,最低晶粒尺寸可达到约5.58μm;同样,随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升。与此对应,这与拉伸所测的屈服强度变化规律完全一致的,即符合经典的细晶强化理论。经过250℃温度下的单道次约58%大应变量轧制变形后,Mg-3Al-1Sn合金板材的抗拉强度及伸长率匹配性最优,屈服强度约185 MPa,抗拉强度约256 MPa,伸长率约29.2%,具备优异的强塑性兼备特性。鉴于此,Mg-Al-Sn合金在工业中有着广阔的应用潜力。     

工艺参数对TA18钛合金棒材性能的影响

采用轧制工艺制备了TA18钛合金棒材,研究了轧制工艺参数对TA18钛合金棒材组织和性能的影响。研究结果表明:制备的棒材具有良好的力学性能;随着轧制变形量的增大,棒材退火后的再结晶晶粒更为细小均匀,同时棒材的抗拉强度、屈服强度和延伸率也随之增高。