热处理工艺对TA15钛合金棒材组织和性能的影响

研究了普通退火、β退火的单重热处理制度和强韧化的双重热处理制度对TA15钛合金棒材组织和性能的影响规律。结果表明,在普通退火温度范围内,合金组织形貌变化不大,均为等轴组织,合金的强度和冲击韧性随退火温度的升高而增加,塑性基本保持不变;β退火得到粗大的魏氏体组织,综合力学性能最差;在双重热处理过程中,第二重热处理温度主要影响片层α相的厚度,随着第二重热处理温度的升高,片层α相厚度增加,合金的强度降低,冲击韧性增加。当热处理制度为975℃×1 h/WQ+850℃×2h/AC时,合金组织由约24%的初生等轴α相、55%左右的网篮α相和β转变组织组成,此时合金具有良好的强韧性匹配。     

高强钛合金冷轧管材显微组织及力学性能研究

采用Gleeble—3800型模拟试验机对Ti-1300钛合金进行冷压缩试验。通过室温拉伸性能测试和组织形貌观察，研究了挤压温度、冷轧变形量和热处理对Ti-1300钛合金冷轧管材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Ti-1300钛合金冷轧管材在相变点挤压制备管坯，并控制冷轧变形量为30%,能够获得良好的强度-塑性匹配。冷轧管材经固溶处理后具有较低的强度和较好的塑性，其α+β两相区固溶组织主要由大量的球状或拉长的α相以及残留的亚稳定β相组成；β单相区固溶组织主要由等轴的β晶粒组成。时效态冷轧管材的强度显著提高，其组织主要由球状或拉长的初生α相、针状次生α相以及β基体组成。     

SP700钛合金板轧制过程的组织演变和力学性能研究

研究了22 mm厚SP700钛合金板轧制过程中的组织演变和力学性能。结果表明:SP700钛合金板的显微组织由不连续的晶界α相和晶内针状组织组成;经过热轧和冷轧后,显微组织不均匀,由等轴组织和变形组织组成,等轴组织由等轴α相和等轴β相组成,变形组织由条状α相和变形β相组成;冷轧并退火后,显微组织十分均匀,由等轴组织组成。室温拉伸试验结果表明:SP700钛合金板冷轧后,抗拉强度达1 100 MPa以上,纵横向强度差为64 MPa,伸长率为5.0%～6.5%,塑性差为0.17%。退火后,强度降低,塑性显著提高;纵横向强度差为69 MPa,塑性差为6.84%。     

Ta元素对TA23合金显微组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和电化学工作站研究了微量Ta元素对TA23合金显微组织、物相、维氏硬度及腐蚀性能的影响。结果表明,加入Ta元素之后,初生α相比例有不同程度的增大,且次生α相比例明显减少;对含Ta双态组织TA23合金进行X射线衍射谱分析发现没有出现新的衍射峰,即合金中无新相生成。当合金中Ta含量为0.5%时,(10-11)α的峰强度明显增高,织构更明显;通过显微硬度测试发现双态组织TA23合金的硬度出现下降,这主要是Ta元素加入后,合金中塑性较好的初生α相比例增大导致。对双态组织TA23合金进行动电位极化曲线测试,发现加入微量Ta元素之后合金的自腐蚀电位增高,自腐蚀电流密度下降,耐腐蚀性能提高,Ta元素的加入降低了钛合金的阳极活性。当Ta含量为0.5%时,初生α晶粒尺寸增大,减少了腐蚀原电池的形成,提高了钛合金在海水中的耐腐蚀性能。     

TA10钛合金板材的热处理工艺研究

为了使热轧TA10钛合金板材的塑性指标能够满足后续爆炸复合工艺的要求,对3 mm厚热轧TA10钛合金板材进行了不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究退火温度和保温时间对其组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态TA10钛合金板材经(700~750)℃×(30~60)min/AC热处理后可以得到较为均匀的等轴α相组织和较好的综合力学性能,满足爆炸复合用钛板的使用要求。     

微观组织对TA15钛合金力学性能的影响

比较了两个(α＋β)两相区轧制的TA5钛合金环形件的显微组织和力学性能，分析了两个环形件的工艺控制特征及微观组织对力学性能的影响。结果表明，两相区轧制的TA15合金环形锻件获得了含有等轴初生α相和β转变组织基体的双态组织，等轴初生α相及β转变组织的体积分数和口转变组织中的次生α相的形貌对合金的力学性能有显著影响。等轴初生α相体积分数增加有利于塑性和冲击韧性性能提高，但降低了断裂韧性、持久和蠕变性能。β转变组织体积分数减少且次生α相的球化会显著降低合金抗裂纹扩展的能力，从而降低了高周疲劳性能。     

TA15钛合金超塑性变形时的组织演变

研究了TA15钛合金超塑性变形后显微组织的演变及变形条件对超塑性变形行为的影响。结果表明:在变形温度为850~950℃、应变速率为1×10-4~1×10-3s-1超塑性拉伸时,TA15钛合金表现出良好的超塑性变形性能,且在900℃,5.5×10-4s-1变形条件下,延伸率最大为803.3%。在应变速率不变的条件下,随着变形温度的升高,α相晶粒尺寸增大,β相含量增加,晶粒仍保持细小、等轴状态。在变形温度一定时,随着应变速率的降低,α相晶粒尺寸增大,β相含量增加。同时变形程度对显微组织有显著影响,拉伸后不同部位的显微组织均有一定程度的粗化,变形程度越大,晶粒粗化的越明显,并伴有α相到β相的转变。变形过程中,加工硬化与变形软化相互竞争,表现为传统超塑变形的稳态流动特征。     

热处理对TA34钛合金管材组织性能与成材率的影响

研究了热处理对TA34钛合金管材显微组织、力学性能及成材率的影响。结果表明,TA34钛合金管材冷加工态组织为细小模糊晶,纵截面呈现金属流线;经道次间普通退火+成品等温分级退火(T1制度)处理后,组织形貌为等轴α相,晶粒平均尺寸约为12μm;经道次间普通退火+最后一道次轧制前等温分级退火+成品普通退火(T2制度)处理后,组织形貌为等轴α相伴随有少量变形的片状α相,晶粒尺寸为12～18μm。经不同热处理获得的管材在293、77、20 K的测试温度下强度相当,且强度均随着测试温度的降低而上升;T1制度下管材的塑性随着测试温度的降低下降不明显,其塑性明显优于T2制度管材;T2制度管材的成材率为44.9%,相比T1制度(成材率为39.5%)提高5.4%。     

TA2纯钛焊接管无缝化处理及焊缝组织和性能分析

以23 mm×0.7 mm的TA2纯钛焊接管为原料,研究了不同冷轧加工率对管材焊缝组织的影响,优选出冷加工率达到34%焊接管材,进行了后序的除油酸洗和真空退火处理。对比分析了经冷轧→除油酸洗→真空炉退火处理的焊接管与冷轧无缝管力学性能及工艺性能的差异。结果表明,TA2纯钛焊接管经过无缝化工艺处理后,焊缝粗大的铸态组织和过热的魏氏组织完全消除,为细小、均匀的等轴组织,与基体组织趋于一致;与冷轧无缝管相比,其抗拉强度、屈服强度、延伸率略高或相当;反向展平、扩口、压扁等工艺性能也无明显差异,有望取代冷轧无缝管。     

两种组织TA15棒材性能差异研究

采用扫描电镜BEI和EBSD技术研究了TA15棒材片状和等轴组织的合金元素分布和组织结构对力学性能的影响。IQ图和成分分析表明,高达20%的合金溶质原子固溶在β相中产生显著的晶格畸变,导致β相固溶强化效果大于α相,固溶强化对TA15棒材屈服强度的贡献大于细晶强化,是两种组织具有相近屈服强度的主要原因。等轴组织棒材晶粒细小、点阵畸变大的β相均匀地分布在α相晶界上、29%的小角度晶界,使变形不易在局部集中而起到了均分变形的作用,提高了抗拉强度和塑性变形能力,综合性能优于片状组织。     

TA1钛带织构的研究

本文研究了TA1钛带冷轧变形和退火的织构、性能。经测试和观察结果表明:织构的存在和分布情况与钛带的力学性能是密切相关的,不同的力学性能在织构极图上均有不同的反映。     

TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析

采用真空电子束焊对30 mm厚TA1工业纯钛试板开展焊接试验,结合光学金相显微镜(OM)、维氏硬度、拉伸试验及电子背散射衍射(EBSD)对接头进行宏微观组织性能检验,分析电子束焊接过程对TA1材料微观组织与力学性能的影响及接头强化原因.结果 表明:电子束焊接热循环过程使TA1母材至焊缝组织由等轴α向锯齿α转变;焊缝及热影响区的强度、硬度均高于母材;接头性能得到强化与锯齿α及针状α马氏体对硬度的提升作用、焊缝及热影响区内细小的锯齿状α晶粒以及微细孪晶对焊接组织的细化作用有关.     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

热处理对TA15合金板材组织性能的影响

研究了热处理温度对TA15合金板材组织性能的影响,用金相显微镜观察了其微观组织形貌,测试了力学性能。结果表明：TA15厚板与薄板在两相区750℃～850℃进行热处理,随热处理温度升高,强度先降低后增加,塑性则逐渐增加,在850℃热处理达到强度与塑性的最佳匹配。这与初生α相与次生α相的数量、大小的匹配有紧密的联系;而且随退火温度升高,横纵向差异逐渐减小。     

以钛板条返回料生产TA2管材的研究

进行了以纯钛板条返回料熔炼TA2铸锭,进而生产TA2管材的可行性研究.对纯钛板条进行喷丸和酸洗净化处理后,以点焊方式制备成自耗电极,经熔炼、锻造、挤压、开坯轧制、精轧制备不同规格的TA2管材.对TA2管材进行了显微组织和力学性能分析,并与以海绵钛为原料制备的TA2管材进行了对比,以考察返回料对管材综合性能的影响.结果表明:用纯钛板条返回料熔炼的铸锭能够生产出力学性能和组织均满足国家标准要求的TA2管材;采用纯钛板条返回料熔炼的铸锭杂质元素含量总体偏高,造成返回料生产的TA2管材与以海绵钛为原料生产的TA2管材相比,强度略有增高,塑性略有降低.     

轧制Q值对小口径TA2管材组织和性能的影响

通过改变钛管材冷轧过程中的工艺参数,研究了不同相对减壁量与相对减径量的比值(Q值)对小口径TA2管材组织和性能的影响。结果表明:轧制Q值对管材组织性能影响较大,通过合理控制成品管材的轧制Q值可获得组织性能良好的TA2管材;对于6 mm×1 mmTA2管材,Q值控制在1.65,变形率ε取53.3%时,可获得最佳的强塑性匹配。Q值影响冷加工过程中晶粒的破碎程度、均匀度及织构分布,因此可通过调整Q值的大小来控制管材的组织、织构,进而得到与之相匹配的良好的力学性能。     

TA5-5钛合金表面热喷涂Mo涂层的耐磨耐蚀性能

钛合金因力学及耐腐蚀性能优异而应用广泛,但其耐磨性能差,为提高表面耐磨性,本文采用火焰喷涂技术在TA5-5钛合金表面制备Mo涂层,利用光学显微镜、XRD检测分析涂层的微观结构及物相组成,并测试了涂层的抗拉结合强度、显微硬度等力学性能,通过橡胶轮磨损实验检测了涂层的抗磨粒磨损性能,以及通过极化曲线测试及模拟海水浸泡实验分析了涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,喷钼层呈现典型的层叠状结构,涂层孔隙率为13. 2%;物相主要由Mo以及其氧化物MoO_2组成;抗拉结合强度为25. 0 MPa;显微硬度960. 8HV0. 1,是TA5-5钛合金基材的3倍;喷钼层的相对耐磨性为TA5-5基材的12倍。喷钼层对TA5-5基材起到阴极保护效果,且涂层耐蚀性能良好,在3. 5%NaCl溶液中浸泡45 d的平均腐蚀速率为0. 02 mg/(cm~2·d)。     

退火温度对TA1ELI钛丝组织及硬度的影响

经过两次自耗电弧熔炼制备出TA1ELI纯钛铸锭,并将其经过热锻,最终轧制成φ7.8 mm规格丝材。研究了退火温度对TA1ELI钛丝显微组织及硬度的影响。研究发现,随着退火温度的升高,合金中等轴α晶粒明显长大,并在晶粒内发现了大量的应力诱发板条状马氏体α相。随着温度的增加,TA1ELI钛丝硬度呈下降趋势,这是由于晶粒的增加使得晶界强化效果弱化引起的。     

超细晶Ti-Al-Nb-Cr-Mo合金的高温变形

<正>对钛铝金属间化合物性能改善方面的研究主要是通过合金化和微观组织(相组成和形态)控制,得到良好的加工性能、室温高温性能、断裂韧性和抗蠕变性等。已有的研究结果表明,具有粗大的连续的σ相和非连续的γ相的两相组织表现出的高温强度和抗蠕变性优于γ+α2合金,但室温塑性和断裂韧性差。研发的具有γ相基体和非连续σ相沉淀的超细γ+σ组织,通过细化晶粒和析出强化来提高强度和塑性。另外,这些析出物可有助于在高温下钉扎晶界,减少晶界滑移的趋势。具有超细γ+σ组织     

退火对高Mo当量大型TA15钛合金锻件组织与拉伸性能的影响

研究了退火温度和退火次数对经大变形量锻造成形的TA15钛合金锻件拉伸性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TA15钛合金锻件拉伸强度呈现先下降后上升再下降的变化规律。先下降是由于回复再结晶软化起主导作用,后上升是次生α相析出强化起主导作用,再下降是由于次生α相的粗化及初生α相含量减少所致。经多次800℃/1 h/AC重复退火处理,TA15钛合金锻件拉伸强度降幅不超过10 MPa,塑性基本没有变化。