冷却速率对TC16钛合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD、SEM、TEM和力学试验机等手段分析不同冷却速率的TC16钛合金试样的相组成、显微组织和力学性能,并分析冷却速率对TC16钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC16钛合金经800℃保温处理后,水淬和空冷试样均由α相、α″马氏体、ω相和β相组成,炉冷试样仅由α相和?相组成;水淬和空冷试样中的初生α相体积分数和晶粒尺寸都相近,均比炉冷试样的小。水淬和空冷试样的单向拉伸曲线上,出现双屈服现象;随着冷却速率的降低,TC16钛合金的屈服强度提高;水淬和空冷试样的抗拉强度相近,高于炉冷试样的;3种冷却速度试样的伸长率和断面收缩率相近,都具有优异的室温塑性。     

固溶处理对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材组织及力学性能的影响

研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β相转变;空冷冷却速度较慢,高温组织有很大一部分发生分解,而水冷冷却抑制高温析出相析出及分解,形成片层状β转变组织;随着固溶温度的升高,合金板材抗拉强度先增加后减小,伸长率降低;940℃固溶后水冷处理的合金板材力学性能最优:抗拉强度1264 MPa,伸长率11.4%。     

热处理对Ti-633G合金显微组织及力学性能的影响

研究了热处理对Ti-633G合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,β固溶处理的冷却速度控制β转中的α片的成份、尺寸和形貌。炉冷、空冷、油淬和水淬相应地产生粗片α、平直α、网篮α和马氏体α′组织。显微组织对Ti-633G合金的拉伸、热稳定及蠕变性能有显著影响。其中,细魏氏α组织(平直α和网篮α组织)的综合性能最佳。     

三重热处理对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响

对TC21钛合金进行三重热处理试验,研究了热处理温度和冷却速率对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响。结果表明,TC21合金在β单相区高温(990℃)固溶后,再经历两相区高温(870~910℃)时效和低温(590℃)时效后,合金的显微组织呈现典型的网篮组织。随着第二重热处理温度的上升,片状α相含量和长度显著降低,厚度增加,合金的强度增加,塑性下降。经不同的冷却速率处理后,水冷和空冷试样的显微组织均由α相、β相和马氏体α′组成,而炉冷试样仅由α相和β相组成。三者的拉伸性能相比较,水冷和空冷试样表现为强度较好,塑形较差;炉冷试样表现为塑形较好,强度较差。TC21合金较好的三重热处理工艺为：990 ℃/1 h AC+870℃/1 h AC+590℃/4 h AC。     

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.     

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。     

固溶处理对TC4合金组织和硬度的影响

对TC4合金进行不同固溶处理,研究了固溶温度、保温时间、冷却方式对合金显微组织和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,TC4合金由等轴组织到双态组织再到全马氏体组织转变,硬度逐渐增加;达到高温平衡状态时,延长保温时间对TC4合金显微组织和硬度的影响不明显;当固溶温度分别为925 ℃和975 ℃时,随着冷却速率的降低,α相在冷却过程中发生扩散长大,β转变组织从α'马氏体变为次生α相+β相的片层组织,硬度分别从水冷条件下的359~389 HV0.2降为空冷条件下的318~327 HV0.2;炉冷后得到全等轴组织,硬度较低,约300 HV0.2。     

热处理工艺对TC11钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对初始组织为等轴组织的TC11钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,对于TC11钛合金,在空冷条件下,随热处理温度的升高,等轴α相含量逐渐减少;当热处理温度超过980 ℃,合金开始发生组织形态的改变,由初始的等轴态转变为α β双态组织,随温度的继续升高,等轴组织完全转变成片层状组织;热处理温度在980 ℃以上时,随冷却速度的增加,β转变组织的片层厚度逐渐减小,冷却速度较快时(水冷),形成淬火马氏体.拉伸试验研究表明,热处理温度为980～1020 ℃,空冷(或油冷)条件下,得到的组织具有较好的高温综合力学性能,其中热处理温度在980～1000 ℃之间得到的组织由于等轴α相含量约为50%,具有最佳的力学性能.     

冷却速率对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金显微组织和拉伸性能的影响

对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金(摩尔分数,%)进行固溶后,分别以炉冷、空冷、油淬和水淬4种不同的冷却速率冷却到室温,再进行相同的时效处理,采用扫描电子显微镜(SEM)观察,发现空冷、油冷和水淬得到的显微组织为在B2/β相基体上析出弥散分布的α_2相(等轴的和针状的)和细小的O相板条构成的双态组织,且发现随冷速增快,在冷却过程中析出的α_2相减少,保留BCC相增加;炉冷时得到无序的β相,油冷时得到有序的B2相;4种冷却速率中,只有炉冷的过程中有O相析出;对不同冷却速率的试样进行性能测试,发现随冷速的增大,650℃的抗拉强度逐渐增大,室温的强度和塑性也有上升的趋势。     

Ti-6Al-4V合金的轧制与组织性能

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了多道次两向轧制和单向轧制对不同原始状态(热轧态、水淬态和空冷态)Ti-6Al-4V合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态Ti-6Al-4V合金的组织为片状α相+β相+少量等轴α相,水淬态Ti-6Al-4V合金形成了针状马氏体组织,空冷态Ti-6Al-4V合金形成了网状组织。Ti-6Al-4V合金适宜的两向轧制温度为700 ℃,此时合金中可见颗粒状β相弥散分布在α基体上。两向轧制Ti-6Al-4V合金的抗拉强度和屈服强度从高至低顺序为:水淬态>热轧态>空冷态,且轧向强度要高于横向;相较于单向轧制,两向轧制明显降低了Ti-6Al-4V合金板材拉伸性能的各向异性,且水淬态Ti-6Al-4V合金的轧向和横向强度差异最小,700 ℃轧制Ti-6Al-4V合金的主要细化机制为位错细化。     

热处理工艺对高锰可锻铸铁组织和硬度的影响

采用1600℃高温熔炼炉和金属型铸造方法制备了三种不同成分的高锰白口铸铁试样,经过高温石墨化退火后分别进行炉冷、空冷和水淬处理。研究了不同热处理工艺对不同成分的高锰可锻铸铁显微组织和力学性能的影响,试验结果表明,炉冷处理后的试样由珠光体和少量的铁素体组成,高锰可锻铸铁空冷与淬火处理后的显微组织相近,都是由马氏体加少量残余奥氏体组成;可锻铸铁空冷处理后的硬度比淬火处理后所得的硬度略低。对于淬火试样,回火温度越高,试样硬度越低;合金元素总量越多,试样的硬度值越高。     

新型TC21钛合金相变行为和相组成研究

采用X射线衍射(XRD)对TC21钛合金β热处理后,经不同冷却速率冷却及双重退火后的相结构进行了分析,并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对显微组织和相的形貌特征进行了观察研究。结果得出,TC21钛合金在β处理时经炉冷和水冷后,合金由α和β两相组成。空冷状态下,合金主相为α β,并有少量Nb3Si相析出。实验证明,冷却速率主要影响α和β相含量的比例,相的组成基本不受冷却速率的影响。合金经970°,30min,空冷 600℃,4h退火后,仍由α相和β相组成,没有发现新的析出相,但观察到转变β相中存在次生析出的细小针状α相。     

热处理对TA15钛合金组织的影响

研究了从820℃、900℃、980℃和1030℃水冷、空冷和炉冷对TA15钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着加热温度的升高,初生等轴α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成细小的次生针状α相(αs);随着冷却速度的降低,合金的组织向针状和片状(α+β)相转变。显微硬度随加热温度的升高而提高,而冷却方式对其硬度影响不大。     

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。     

冷却方式对1Cr13Ni马氏体不锈钢组织和性能的影响

为了获得冷却方式对1Cr13Ni马氏体不锈钢显微组织和性能的影响,分别对经过钎焊热循环后的试样进行水冷、油冷、空冷和炉冷处理,研究钎焊热循环后不同冷却速度对1Cr13Ni马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明:1Cr13Ni马氏体不锈钢水冷淬火组织主要是马氏体、铁素体以及残余奥氏体。冷却速度越快,马氏体晶粒越细小,数量越多;试样的强度与硬度均随着冷却速度的增大而增大,伸长率与断面收缩率随着冷却速度的增大而减小。当冷却速度较慢(炉冷)时,大量碳化物和部分铁素体沿奥氏体晶界析出,马氏体数量较少,材料的硬度、抗拉强度、伸长率均较低。水淬后抗拉强度最大,为1638 MPa。空冷后的伸长率最大,为22.48%。     

冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术研究了固溶处理后的冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,950℃固溶处理后空冷得到的组织由α相与β转变组织组成,水淬与油淬组织主要由等轴α相、针状α'相与羽毛状α'马氏体相组成;与油淬相比,水淬得到的α'相的晶格常数a值减小,b值增大。经时效处理后,固溶后空冷组织的相组成没有变化,油淬与水淬组织中的马氏体相分解为稳定的α相与β相。室温拉伸结果表明:相对于空冷组织,油淬与水淬组织的屈服强度与抗拉强度明显升高,而延伸率明显低于空冷组织,该现象与原始β晶粒内析出的次生α相的弥散程度及界面密度有关。     

再次热处理对TC4-DT钛合金板材组织及性能的影响

经β退火后的TC4-DT钛合金板材，其强度未达到AMS4905标准要求．为此，在β单相区和α＋β相区分别区分进行了固溶（冷却方式分别为空冷和水冷）加时效处理。观察了经不同工艺热处理后板材的显微组织，并对其室温拉伸性能、断裂韧性进行了测试分析。结果表明，再次热处理后板材组织未发生明显改变。与空冷态相比，水冷后的次生α更细小。与原始β退火相比，水冷后板材的拉伸强度、屈服强度增加约70MPa．同时断裂韧性略有减小，延伸率略降至8．5％。经再次热处理后，板材的强度和断裂韧性均达到标准要求。     

固溶处理对Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe钛合金组织与力学性能的影响

利用XRD、OM、SEM和TEM等技术研究固溶温度和冷却速度对Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe钛合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:该合金经过960℃固溶处理,水淬(WQ)后的组织主要由α′马氏体和β相组成,空冷(AC)后的组织主要由α相和残留β基体组成,炉冷(FC)后的组织为网篮组织,主要由大量集束α相及少量β相组成。空冷时随着热处理温度的升高,初生α相逐渐转变为β相;之后随着温度的升高,β晶粒长大。该合金的强度随着冷却速度的增加而增加,WQ后的强度最大,抗拉强度和屈服强度分别达到1 270和1 160 Mpa;AC后,断面收缩率最高为40%左右,而伸长率随冷却速度增加而降低。通过观察拉伸断口的SEM形貌发现,该合金在FC和AC后所表现出的断裂方式以韧性为主,WQ后的断裂以脆性断裂为主。     

冷速对TC11合金β加工显微组织和力学性能的影响

研究了TC11钛合金β加工后不同冷却速度对显微组织和力学性能的影响，结果表明，水冷可以减少晶界α的析出，晶内得到短、细、无规则排列的针状α组织，采用空冷（尤其是炉冷），晶界α连续完整，晶内α粗大，平直，并有大块α出现，β锻造后快速冷却在提高强度的同时改善了塑性，水冷的强度比空冷的强度约高出30MPa，而塑性明显同于空冷，可见，β锻后采用水冷是提高合金塑性的有效方法。     

冷却速度对TC21合金组织和性能的影响

采用DIL402热膨胀仪、OM和XRD研究了TC21合金在β单相区固溶处理后,不同的冷却速度对组织结构和性能的影响。结果表明:随冷却速度的增加,α片层厚度逐渐减小,α集束的形态也发生了变化,不同晶粒内的显微组织越来越不均匀;实验采用的冷却速度不能改变相组成,能改变α相和β相的相对含量。随冷却速度的增加,TC21合金的显微硬度先上升后下降。