时效温度对TA19钛合金棒材显微组织及性能的影响

<正>文章中研究了固溶时效热处理工艺对TA19棒材力学性能的影响,结果表明：TA19钛合金随着时效温度的升高,显微组织中初生α相的体积分数和形态变化不大,次生α相由少量到充分析出并发生了聚集长大,从而影响力学性能。在970℃固溶下,随时效温度的升高,TA19钛合金的抗拉强度和屈服强度先上升后下降,而合金的塑性与之相反。采用970℃×1.5h AC+(570℃～600℃)×8h AC的热处理制度,材料强度与塑性匹配较好。     

固溶时效对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、时效温度、时效时间对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb(Ti-65541)合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在β相变点以上固溶并时效后,合金中析出细小的次生α相,初生α相完全消失;在较低温度固溶并时效后,次生α相和初生α相同时存在。时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最弱。随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高。随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性降低。随着时效时间的延长,合金强度和塑性总体呈降低趋势。在740～760℃范围内固溶处理,在540～580℃范围内时效且时效时间在4～6 h内,可获得综合性能优异的Ti-65541合金。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

固溶温度对TB8钛合金组织及性能的影响

研究了固溶温度对TB8钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,随固溶温度的升高,合金β晶粒明显长大;合金固溶态强度略有降低,塑性逐渐升高;合金固溶+时效处理后,β晶界及晶粒内部均匀弥散析出大量次生α相颗粒,强度呈上升趋势,塑性明显降低.TB8钛合金在770 ～ 830℃温度范围内固溶后,具有较高的强度和优异的塑性,经520℃时效后,综合性能优异,抗拉强度＞ 1300 MPa,伸长率＞15％,断面收缩率＞55％.     

异步热轧及热处理对钛合金TC4组织和力学性能的影响

研究了异步热轧及固溶时效处理对钛合金TC4显微组织和力学性能的影响。结果表明:异步轧制后表层晶粒尺寸较中心层小。固溶时效处理较退火处理的合金综合性能好。在α+β两相区固溶时效,随着固溶温度的升高,合金强度先升高后降低,塑性先降低后升高。固溶温度相同时,随着时效温度的升高,合金的强度降低,塑性提高。     

固溶时效处理对TA10钛合金组织与力学性能的影响

选取TA10钛合金棒材,对其固溶时效热处理,随后使用光学显微镜、扫描电子显微镜研究其组织与力学性能的关系,结果表明：合金经固溶处理后,金相组织由初生α相和β转变组织组成,其中β转变组织由细小的次生α′相和残余β组成,此时组织为典型的双态组织,经时效处理后,会形成细小的次生αs相,时效温度越高αs相越细小;合金经固溶处理后,其抗拉强度为510 MPa,屈服强度为395 MPa,延伸率为23%,时效处理,使其强度增大,塑性降低,随着时效温度升高,趋势相同;仅经固溶处理后,合金的拉伸断口形貌是以等轴状的韧窝为主,断口形貌主要由韧窝构成,当合金再经时效处理后,断口微观形貌中会出现二次裂纹,当时效温度继续增大,断口微观形貌中出现明显的撕裂棱。     

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。     

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%。     

热处理工艺对激光熔化沉积TC4钛合金组织性能的影响

研究了高能量输入条件下激光熔化沉积(LMD) TC4钛合金在沉积态、去应力退火、热等静压、热等静压+固溶时效、固溶时效5种状态下的显微组织和室温拉伸性能。结果表明:直接沉积态的TC4合金组织粗大且不均匀,原始β晶内由大量针状马氏体α'相和转变的板条α相组成,综合力学性能低,其纵向抗拉强度仅839 MPa; 650～800℃的去应力退火后,激光熔化沉积成形TC4钛合金的组织中α板条宽度随退火温度的上升先增加后减少,拉伸性能呈现先升高后降低的趋势;热等静压后合金组织为网篮组织;固溶时效后合金组织主要由无序的短棒状α相组成,拉伸性能明显上升,其抗拉强度达到1022 MPa,屈服强度达到909 MPa,伸长率超过9%。     

固溶时效温度对IMI834钛合金组织和性能的影响

研究了IMI834钛合金棒材经不同固溶和时效热处理后的显微组织和性能,以期获得固溶和时效与合金组织性能的对应关系以及最优热处理工艺。结果表明,抗拉强度和屈服强度随固溶温度的升高先升高后降低,最大强度和塑性值出现在1 005~~1 025℃之间;合金的室温和高温强度及高温断面收缩率随时效温度升高先降低后增加;伸长率及室温断面收缩率先略升高后略降低,合金组织随时效温度变化不明显;拉伸断裂过程中,裂纹在初生α相处萌生;锻态IMI834合金的最佳热处理工艺为(1 005~1 025℃)×2h+水淬+(750~800℃)×2h+空冷。     

不同热处理工艺对TC21钛合金组织及力学性能的影响

利用不同的热处理工艺对钛合金进行处理,分析了固溶温度、时效温度以及时效时间对TC21钛合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,热处理工艺对钛合金组织中α相形状和数量影响较大。随着固溶温度、时效温度及时效时间的增加,钛合金的拉伸和屈服强度先增加后减小。最佳热处理工艺为固溶温度930℃,时效温度580℃,时效时间3.5 h。     

双时效对Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶、固溶后单时效以及固溶后双时效处理对Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金组织和力学性能的影响。结果表明,820℃下固溶0.5 h后,合金中的α相完全溶解;单/双时效合金的硬度均随时效时间增加先升高后降低;合金经300℃/8 h+500℃/8 h双时效处理后可达到4580 MPa的峰值硬度(HV),1462 MPa抗拉强度以及3.4%延伸率,其强度比原始合金高6%,也高于单时效合金。界面能计算结果表明ω相使α相形核的阻力降低50%,促进了α相的析出并细化α板条,从而提升合金的硬度,强度及塑性。     

固溶-时效热处理工艺对近β钛合金显微组织演化与力学性能的影响（英文）

研究钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)在不同固溶(760～820℃)与时效(580～640℃)热处理条件下的显微组织演化、力学性能及断裂机理。结果表明,初生α相(α_p)的体积分数随固溶温度的升高而降低,而次生α相(α_s)的长度随时效温度升高而降低,其宽度则随时效温度升高而增加。Ti-55531合金的屈服强度和抗拉强度随固溶温度升高而降低,但随时效温度的升高而增大。合金在800℃固溶2 h、640℃时效8 h的条件下获得的抗拉强度(1434 MPa)与韧性(伸长率7.7%)达到最优匹配。随时效温度和时间的增加,α_s相发生粗化,使微观裂纹扩展路径变得曲折、崎岖,从而提高裂纹扩展阻力,最终提高合金的韧性与断裂韧性。     

热处理工艺对TC11钛合金组织与性能的影响

采用正交试验法研究固溶温度和固溶时间、时效温度和时效时间4个因素对TC11钛合金力学性能和组织的影响。结果表明采用固溶温度960℃,固溶时间30 min,时效温度530℃,时效时间8 h的热处理制度,TC11钛合金可以得到最优的强塑性组合,抗拉强度1133 MPa,屈服强度1045 MPa,伸长率18.84%,断面收缩率56.49%。     

固溶温度对TA19钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对TA19钛合金棒材显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量下降较快,大致呈先快后慢的双线性下降变化趋势,而等轴α相尺寸变化较小,大致呈线性下降;β相在固溶过程中发生再结晶,且再结晶晶粒随固溶温度升高而长大。TA19钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度随固溶温度的升高而降低,延伸率和断面收缩率基本保持在同一水平上,其强度的变化主要受滑移长度的影响,合金元素分配作用所引起的基体弱化对强度也有一定的作用。     

热处理对Ti3510钛合金锻态显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度及冷却速度对Ti3510钛合金锻件的显微组织及力学性能的影响。XRD结果表明,固溶后空冷的合金相组成主要为α相及β相,固溶后水冷的合金相主要为α'相及β相,且有少量的α'相析出。显微组织表明,合金微观组织形貌对冷却速度十分敏感,固溶后空冷的合金主要为细小的针状或点状析出物,固溶后水冷的合金主要为板条状次生相。室温拉伸结果表明,随着固溶温度的升高,空冷后的合金强度及塑性总体上缓慢提高,至800℃处理时强度达到最高,抗拉强度达到998 MPa,伸长率为10%。水冷处理后合金强度下降,但塑性提高。850℃固溶后水冷,合金的抗拉强度达到812 MPa,伸长率为25%。     

低温固溶及时效处理对TC4合金棒材组织及力学性能的影响

研究了TC4钛合金棒材经650和700℃固溶处理及时效处理后的组织和性能变化。结果表明:对热加工态的TC4钛合金进行650℃的固溶热处理,材料的显微组织和拉伸性能变化不大。经过700℃固溶热处理,TC4钛合金棒材强度明显降低,屈服强度相对于热加工态降低77 MPa,且屈/强比明显低于普通退火。时效热处理后,合金的强度显著提高,400℃时效后抗拉强度达到1020 MPa,相对于热加工态提高53 MPa。显微组织分析表明,热加工后的TC4棒材显微组织由初生α相、次生α相以及残余β相组成。热处理过程中,残余β相中针状α相的溶解与重新析出是影响合金拉伸性能变化的主要原因。     

Ti-2.3Cr-1.3Fe合金时效后的组织及力学性能

采用OM、XRD和SEM等方法对Ti-2.3Cr-1.3Fe合金在固溶+时效和直接时效后的组织和室温力学性能进行了研究。结果表明:固溶+时效后合金组织由β相和α相组成,强度随时效温度升高而降低,抗拉强度最高为888 MPa,与TC4合金典型热处理后的强度相当,但此时伸长率仅为4.0%;直接时效后合金组织亦由β相和α相组成,强度随直接时效温度升高而降低,塑性变化不大,但伸长率均高于23.0%,合金抗拉强度与轧态和固溶+时效态相比分别降低9.5%和18.5%。     

时效制度对2A97铝-锂合金组织和性能的影响

通过拉伸测试和透射电镜分析,研究时效温度和时间对2A97铝锂合金组织和性能的影响。结果表明:经淬火后分别在135℃和155℃时效,随着时效温度升高,2A97合金强度升高,达到峰值强度的时间提前,延伸率降低;随着时效时间延长,合金屈服强度升高,抗拉强度则先升高而后降低,出现峰值强度,延伸率下降;当合金在155℃时效36 h,获得最佳强度和塑性匹配,抗拉强度为500 MPa,屈服强度为413 MPa,延伸率为7%;随着时效温度升高,合金组织中T1(Al2CuLi)相数量增加;135℃的过时效合金显微组织主要为θ′/θ″(Al2Cu)相和δ′(Al3Li)相,155℃的时效合金显微组织主要为T1相、θ′/θ″相和δ′相。     

固溶-冷速-时效对TC4-DT合金显微组织和力学性能的影响

以Ti6Al4V-DT(TC4-DT)为研究对象,分别对其进行不同方式的固溶、冷却和时效处理,利用金相显微镜、拉伸试验机研究其显微组织、强度和塑性的变化。结果表明:强度和塑性的主要影响因素为固溶温度和冷却方式。在α+β两相区和单相区固溶并在580℃时效8 h,可以分别得到双态组织和片层组织,相变点以下随着固溶温度的提高,初生α相含量明显减少,且强度和塑性在两相区固溶更优;相变点以上固溶时,冷却速率降低会使α相片层粗化,抗拉强度和屈服强度逐渐降低;在两相区固溶α相尺寸随着时效温度升高而增大,在低温时效时,由于α相的弥散强化作用使得合金强度较高。TC4-DT合金在α+β两相区860℃/1.5 h固溶,550℃/8 h时效处理,在空冷的状态下,可获得合金强度(1017 MPa)、塑性(伸长率22%)匹配良好的综合性能。