强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和力学性能的影响

研究了热处理制度对TC4-DTφ100 mm棒材的组织和力学性能影响.结果表明:单重退火下,棒材的显微组织为等轴的初生α+β转组织,且随退火的温度的升高,初生α相增加,含量达60％以上.双重退火下,棒材的显微组织为双态的α+β转组织,且随第一重退火温度的降低,初生α相增加,但初生的α相含量小于40％.双重退火的室温拉伸强度低于单重退火的室温拉伸强度.     

热处理对热挤压TC4钛合金T型材组织和性能的影响

研究了9种双重退火工艺对热挤压TC4钛合金T型材显微组织及力学性能的影响。结果表明:1金相组织基本保留了β单相区热加工组织,第一阶段退火制度相同时,随着第二阶段退火温度的升高,晶内部分长条α相变厚,晶界上有序排列的针状α相也开始粗化;第二阶段退火制度相同时,随着第一阶段退火温度的升高,晶粒明显长大,晶界更加清晰,β相向α相转变,β相含量减少;2抗拉强度、屈服强度和延伸率均能够满足航天长桁用型材的要求,其中经750℃×4h/AC+500℃×1 h/AC双重退火处理的,强度和塑性指标最高。     

退火温度对TC6合金微观组织和力学性能的影响

研究了在普通退火和等温退火时,不同退火温度下TC6合金的微观组织演变过程及力学性能变化规律。结果表明:普通退火中随退火温度的升高,微观组织中细小的次生α相逐渐溶入基体相而消失,粗大的次生α相继续长大;最后发生再结晶,形成新的β晶粒在其内部析出新的针状组织。这一过程中合金室温强度呈抛物线形变化,并在850℃和870℃附近达到最大值约1090 MPa。等温退火中随退火温度的升高,微观组织中次生α相发生等轴化,由片层组织长大为等轴α相;并随退火温度的升高,等轴α相尺寸显著增加。这一过程中合金室温强度呈台阶式降低,当温度在850℃和870℃时,室温强度达到最大值约1000 MPa。     

双重退火对TC21钛合金高温变形后组织的影响

研究了双重退火以及变形工艺对TC21钛合金组织的影响。结果表明,TC21合金在准β区变形后,在两相区一次退火,随退火温度升高,显微组织中等轴α相增加,针状α相减少;随第二次退火温度升高,二次析出的α相形核率低,二次α相粗大。在同一应变速率下,在两相区随着变形温度升高,双重退火后等轴状初生α相减少,针状次生α相增多;当变形温度到达β相区时,退火后组织为网篮组织。     

热处理对Ti80冷轧管材力学性能和组织的影响

对冷轧后Ti80管材分别进行不同温度退火处理,分析不同的热处理制度对冷轧Ti80管材力学性能和组织的影响。结果表明,低于相变点退火时,随着温度升高,初生α相逐渐球化,初生α相含量明显降低,β相含量增加;高于相变点退火时,形成粗大的魏氏体组织;固溶后时效,温度越高,次生α相越粗大;低于900℃进行退火时,随着温度升高,强度下降,塑性和冲击韧性上升;固溶退火时,室温拉伸性能对温度并不敏感,强度和塑性稳定,但随着温度的升高,冲击韧性提高。经综合分析,950℃退火时,合金力学性能和冲击韧性都很好,可获得理想的综合性能。     

热处理对Ti31合金显微组织与力学性能的影响

研究了热处理制度对Ti31合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,初生α相含量减少,尺寸逐渐减小,次生α片层长宽比增加。相比于单重热处理制度,双重热处理后的初生α晶粒尺寸以及次生α片层宽度会轻微的长大;退火温度的上升有利于提高Ti31合金的屈强比、塑性和冲击韧性。经过920℃×1 h/AC+800℃×1 h/AC热处理后的Ti31合金具有最优异的综合力学性能。     

热处理对Ti-5331合金板材组织及力学性能的影响

研究了核反应堆壳体用Ti-5331合金热轧板材在不同退火温度下的显微组织与力学性能。结果表明:Ti-5331合金板材在相变点以下随着退火温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变相含量明显增加。当退火温度为700℃时,开始发生静态再结晶,800℃时为等轴组织,900℃时为双态组织,950℃时为网篮组织。随着退火温度的升高,合金板材的抗拉强度先下降后上升,屈服强度呈下降趋势,屈强比逐渐减小;当退火温度在相变点以下时,板材冲击韧性随退火温度升高呈上升趋势,当超过相变点后冲击韧性急剧下降;退火温度对塑性影响较小。经900℃×1 h/AC退火处理的Ti-5331合金板材有着较好的综合性能,抗拉强度为920 MPa,延伸率为15%,V型缺口冲击韧性达到93 J/cm~2。     

热处理对IMI834钛合金组织及拉伸性能的影响

研究了三种热处理制度和两种冷却方式对IMI834钛合金组织及拉伸性能的影响。采用光学显微镜分析了不同热处理制度对合金显微组织的影响;使用Image-Pro Plus v5.1(IPP)和Nano Measuer图像分析软件,统计了组织中初生等轴α相(α_p)及次生α相(α_s)集束等的尺寸;使用原位SEM拉伸并结合EBSD分析技术,原位观察合金的变形行为,并对变形前后的晶体取向进行了表征;采用扫描电子显微镜,表征了不同冷却方式下材料的断口形貌特征,并借助TEM分析了组织中第二相分布情况。结果表明：在双重退火试验中,随着第一重退火温度的升高,IMI834合金初生α相含量及尺寸逐渐降低,次生α相集束尺寸逐渐增加;随着第一重退火温度的升高,IMI834合金强度逐渐上升随后下降,延伸率及断面收缩率无明显变化,当第一重退火温度为1020℃时,IMI834钛合金在快冷和慢冷两种试验条件下强度均达到最高,快冷强度高出慢冷约50MPa;α_p/α_s界面间β相的存在,能够保证晶界两侧在几何协调性因子较低的条件下仍能够进行滑移传递;快冷条件下试样断口的准解离形貌为椭球状或多边形状,而慢冷条件下其为长条形,α/β相界面第二相的析出差异是导致两种试样中准解离形貌不同的原因。     

热处理对激光选区熔化TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了激光选区熔化(SLM) TC4钛合金沉积态和退火态显微组织的特征及其对力学性能的影响规律。结果表明:合金组织沿激光选区熔化成形高度方向呈现外延生长,形成柱状晶,晶内存在大量的针状马氏体α''相。退火后,晶内的针状α''相转变为α+β板条组织。随着退火温度的升高,组织中α相含量逐渐降低,α片层逐渐粗化,β相含量逐渐升高;室温拉伸强度逐渐降低,塑性逐渐升高,显微硬度逐渐降低。经过800℃×2 h/FC退火热处理后,激光选区熔化成形TC4钛合金具有最佳的强度与塑性匹配。     

热处理对TC18钛合金组织的影响

研究了TC18钛合金经锻轧后棒材的近β热处理和双重退火热处理对合金组织的影响。结果表明,经过近β热处理的试样组织为三态组织或者网篮组织,双重退火试样的组织多为等轴组织;高温退火温度不仅控制α相的颗粒大小,也控制α相的形态。随着中低退火温度的提高,初生αp相含量变化不明显或略有减少,从基体上析出的次生αs相弥散度提高,且有合并长大的趋势;随着保温时间的增加,α相快速长大。     

热处理对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织和性能的影响

研究了普通退火、固溶热处理、β热处理、固溶时效、等温退火和双重退火六种热处理工艺对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明:采用普通退火或等温退火时都可以获得等轴组织,棒材在普通退火后具有较高的强度和较低的冲击韧性,在等温退火后强度最低,而冲击韧性最高;采用固溶处理、固溶时效或双重退火时均可获得双态组织,棒材在固溶处理后具有略低的强度和较高的冲击韧性,固溶时效后具有最高的强度和最低的冲击韧性,双重退火后能够获得最佳的强度和冲击韧性;采用β热处理则获得粗大的魏氏组织,材料的冲击韧性很高,但塑性降低非常严重。     

热处理制度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度研究了时效温度和β退火温度对Ti-55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-55531合金固溶加时效处理后可获得初生α相呈长条或等轴状的组织,β基体上大量析出的次生α相使其获得较高的强度,且强度随时效温度升高而显著降低,延伸率变化不明显,断面收缩率在620℃以上随着时效温度升高有所增加,但该组织状态断裂韧度偏低;β退火后可获得均匀的片状组织,具有较高的断裂韧性,抗拉强度在600~650℃之间随退火温度升高呈线性关系降低,可根据需要很方便地调整强度级别,塑性随退火温度升高变化不太明显。     

Ti-55531合金退火处理工艺研究

研究了两相区、单相区退火和双重退火对Ti-55531合金组织和性能的影响。两相区退火后合金的组织为由条状相α等轴状α相和β转变组织组成的双态组织，随着第一阶段退火温度的升高，等轴状α相比例呈降低的趋势；单相区退火后合金为带有粗大β晶粒的魏氏组织，随着退火温度的升高，β晶粒长大；双重退火后合金组织中含有较大比例的针状α相。两相区退火可获得较高的延伸率、断面收缩率，但抗拉强度较低；单相区退火可获得较好的强塑性匹配；单相区双重退火后合金具有最高的抗拉强度，而合金延伸率、断面收缩率最低。     

热处理及预拉伸对TC4-0.55Fe合金组织和力学性能的影响

本文研究了具有双态组织的钛合金Ti-6Al-4V-0.55Fe(TC4-0.55Fe)在不同热处理制度（固溶时效、双重退火）和引入预拉伸对微观组织及力学性能的影响,并分析了合金显微组织与力学性能之间的联系。通过对双态组织的 TC4-0.55Fe采用固溶时效和双重退火热处理后微观组织和力学性能进行比较,发现两种热处理方式下随着时效和低温退火温度升高合金中微米级的片层α相厚度均逐渐增大、强度降低、塑性提高。固溶时效热处理下随着时效温度的升高合金屈服强度从530℃的873MPa下降到590℃的862MPa,而延伸率提高3.2%。双重退火热处理试样的屈服强度随着低温退火温度的升高逐步降低,但是延伸率相比于固溶时效有了很大提高,最好可达到23.6%。由于普通热处理对钛合金强度提升不明显,时效和低温退火温度均为590℃时,双重退火试样塑性更优于固溶时效,所以选择该试样引入预拉伸强化,对其在固溶和低温退火中间进行预拉伸。引入预拉伸后,晶粒发生了明显的变形,进行时效强化后合金组织无沉淀区（PFZ）中析出大量细小的二次α相（αs）,引入预拉伸后进行时效可以在提升钛合金屈服强度的同时只降低极少的塑性,其中预拉伸形变1%的试样等轴晶含量最高,强度较引入预拉伸前提高68MPa,延伸率仅下降4%,力学性能最优。通过本文研究可知,TC4-0.55Fe钛合金在经过固溶处理后继续进行预拉伸和时效处理,可以有效提升合金的综合力学性能。     

板坯组织类型及热处理工艺对Ti6321合金板材组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明：合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反；随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,两合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为：(940℃～980℃)×(2～3)h。     

超塑成形及热处理对TC21合金组织演变的影响

TC21钛合金在不同条件下超塑拉伸变形后,进行双重退火热处理,研究热加工工艺对TC21合金显微组织演变的影响.结果表明,当变形温度在890～960℃时,TC21合金的伸长率随变形温度的增加先增加后减少,最佳超塑性变形温度为910℃;TC21合金在α+β相区超塑变形,然后在α+β相区双重退火处理后得到双态组织;在准β区进行超塑变形、α+β相区双重退火处理后得到网篮组织.     

热处理对激光沉积Ti60A高温钛合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,分析了凝固组织形成机理。结果表明,激光沉积Ti60A合金的凝固组织由沿沉积方向定向生长的柱状晶组成,晶内是均匀分布的细小网篮组织。在α+β两相区上部和α单相区进行双重退火热处理,系统研究了双重退火温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细片层状β转变组织的"特殊双态组织",同时降低第一次退火温度能够消除连续晶界α相。因片层间β相具有良好的协调变形能力,双重退火处理可以提高合金塑性。     

TC21钛合金双重退火组织演变行为研究

针对TC21钛合金,基于JMatPro软件模拟出合金等温转变曲线,并依据等温转变曲线制定合金在热变形后的双重退火热处理制度,并分析其组织演变规律。结果表明,当变形条件一致,合金在不同温度下退火后,组织中析出了片状的α相,随着温度升高,析出的α相尺寸也变大;当退火温度超过相变点后,由于过热原因,组织中形成了魏氏体组织。合金经二次退火后,除了生成网篮组织,还保留了退火前的一些组织特征;最后通过SEM观察合金双重退火后的组织,可知在β基体上析出了形状细小的次生α相,且随着温度的升高尺寸变大,这对合金的组织性能有一定的影响。     

TA15ELI显微组织及损伤容限性能研究

采用一火β区热轧和一火两相区上部温度热轧获得了片状组织的TA15ELI钛合金厚板，通过两相区900℃、930℃、950℃和β区980℃退火热处理进一步调整合金显微组织和损伤容限性能，测定了不同热处理状态下合金的显微组织特征参数和室温拉伸性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率，分析了显微组织对损伤容限性能的影响关系。研究发现：两相区退火，随着退火温度的升高，TA15ELI钛合金组织中初始β晶粒尺寸和α集束尺寸基本不变，α片平均厚度有所增加，合金强度和塑性均有所下降，da／dN降低，KIC提高；合金在β区980℃退火较两相区退火具有更好的损伤容限性能和综合性能。