元素Cr对粉末冶金Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用冷等静压、真空烧结的方法制备不同Cr含量的Ti-6Al-4V合金,通过金相观察、力学性能测试及SEM分析等方法研究Cr元素对Ti-6Al-4V合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加Cr元素后,合金中并未出现化合物Ti Cr2,其组织是由(α+β)相组成的魏氏组织。Cr的添加降低了合金的致密度,提高了其抗压强度,当Cr质量分数为4%时,合金的抗压强度达到1 855 MPa。Cr质量分数为1%、2%时,合金断裂形式为韧性断裂;Cr含量为3%、4%时,合金断裂形式为解理断裂。     

ECAP加工中Ti-6Al—7Nb合金晶界取向对其力学性能的影响

<正>Ti-6Al-7Nb合金与Ti-6Al-4V合金相似,但是具有更强的惰性,是专为医疗应用而设计的。然而,与Ti-6Al-4V合金不同的是,该合金为近α型合金,β相含量小于5%,所以不能通过常规热处理进行强化。众所周知,利用大塑性变形(SPD)技术能够获得超细晶(UFG)纳米结构材料,其晶粒尺寸小于1μm,并且具有优良的力学性能。UFG纳米结构的形成可以使Ti-6Al-7Nb合金的强度得到提高,在许     

凝胶浇注法制备Ti-6Al-4V合金坯体及坯体性能的研究

将凝胶浇注工艺应用于金属Ti-6Al-4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti-6Al-4V合金粉末料浆的制备和坯体的抗弯强度.结果表明,料浆固相含量随粉末的松装密度和分散剂的增加而增加.坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti-6Al-4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小.当GA-Ti-6Al-4V的质量分数为80%、固相含量为50%(体积分数)时,坯体的抗弯强度最大,为18.5MPa.     

Y_2O_3对Ti-6Al-4V合金显微组织及力学性能的影响

本文以Ti-6Al-4V+x Y_2O_3(x=0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备出Ti-6Al-4V+x Y_2O_3合金,利用光学显微镜和透射电镜探究Y_2O_3含量对Ti-6Al-4V合金显微组织和性能的影响。结果表明,添加Y_2O_3后会细化晶粒,当Y_2O_3含量超过0.2%之后,随着Y_2O_3含量的增加晶粒尺寸会逐渐增大;加入Y_2O_3后可以有效改善Ti-6Al-4V的力学性能,添加0.6%Y_2O_3时力学性能最好,屈服强度970 MPa、最大抗压强度1 852 MPa、压缩应变31.4%,较未添加稀土的Ti-6Al-4V合金分别提高7.8%、14.1%、19.4%,致密度提高到99.28%;Y_2O_3主要是通过提高Ti-6Al-4V制品的密度和在合金中的钉扎作用来提高力学性能。     

粉末粒度对热压Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响

以4种不同粒径的球形Ti-6Al-4V粉末为原料,采用真空热压法进行成形固结。利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机分别分析粉末Ti-6Al-4V合金的物相组成、微观组织、断口形貌以及力学性能,研究粉末粒度及其组成对烧结体微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:热压烧结Ti-6Al-4V样品致密度均可达到98%以上。不同粒度粉末烧结后的合金均为网篮排列层片状组织。合金塑性主要受原始粉末粒度影响,随原始粉末粒度增大,烧结样品的晶粒尺寸增大,从而导致合金的塑性降低。粉末粗细搭配相比于原始粗粉,有助于提高合金的塑性,从而有效降低粉末钛合金的成本。     

Ti-6Al-4V合金加工

Ti-6Al-4V合金是用途最广泛的钛合金,在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有应用领域中,该合金占到50%以上。在航空业中,Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件,从隔板、机翼、机架到压气机盘、发动机、叶片、气瓶。例如,Ti-6Al-4V在美国F22“猛禽”战斗机总重中占36%。因此,对Ti-6Al-4V零部件进行设计并改进热加工工艺有助于大大降低成本。1 Ti-6Al-4V合金的级别Ti-6Al-4V合金根据间隙元素含量被划分成两种级别,它们之间的主要差异是氧含量不同。工业级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.16%~0.20%;超低间隙(ELI)…     

Ti—6Al—4V合金加工

Ti-6Al-4V合金是用途最广泛的钛合金，在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有应用领域中，该合金占到50%以上。在航空业中，Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件，从隔板、机翼、机架到压气机盘、发动机、叶片、气瓶。例如，Ti-6Al-4V在美国F22“猛禽”战斗机总重中占36%。因此，对Ti-6Al-4V零部件进行设计并改进热加工工艺有助于大大降低成本。1 Ti-6Al-4V合金的级别Ti-6Al-4V合金根据间隙元素含量被划分成两种级别，它们之间的主要差异是氧含量不同。工业级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.16%~0.20%；超低间隙(ELI)…     

氢化钛粉烧结Ti-6Al-4V性能研究

研究了以氢化钛粉与铝钒合金粉为原料,在冷等静压机压制成型后分别采用真空烧结和气氛烧结制备Ti-6Al-4V合金,并对制备的Ti-6Al-4V合金进行相对密度、微观组织及力学性能进行分析。结果表明:在真空条件或气氛条件下烧结制备Ti-6Al-4V合金的相对密度均大于98%,力学性能满足ASTM B348要求;与真空烧结相比,气氛烧结制备的Ti-6Al-4V合金晶粒尺寸较小,力学性能在真空烧结的基础上提高了8%~10%。     

热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响

以Ti-6Al-4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP)制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al-4V合金块体的组织和性能进行研究。结果表明:Ti-6Al-4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相+片条α相以及少量β相组成。升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此平行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发生明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间。     

Ti-6Al-4V合金加工 q

Ti-6Al-4V合金是用途最广泛的钛合金,在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有应用领域中,该合金占到50%以上。在航空业中,Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件,从隔板、机翼、机架到压气机盘、发动机、叶片、气瓶。例如,Ti-6Al-4V在美国F22"猛禽"战斗机总重中占36%。因此,对Ti-6Al-4V零部件进行设计并改进热加工工艺有助于大大降低成本。 1 Ti-6Al-4V合金的级别 　　Ti-6Al-4V合金根据间隙元素含量被划分成两种级别,它们之间的主要差异是氧含量不同。工业级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.16%~0.20%;超低间隙(ELI)级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.1%~0.13%。ELI级中的铝含量比工业级中的稍低。工业级的比ELI级的强度高,延展性稍低,而ELI级的断裂韧性要高出工业级的约25%。因此,ELI级Ti-6Al-4V更适合用于战斗机中对损伤容限有严格要求的部件。而在材料以抗拉强度为设计依据的其它应用中,则通常选用工业级 Ti-6Al-4V。 Ti-6Al-4V是近α合金,具有α+β双相结构。工业级与ELI级Ti-6Al-4V的β转变温度分别为：1010℃~1020℃和970℃~ 980℃。 　　采用形变热处理,可使合金的显微组织发生变化,从针状组织或片状组织(β转变组织)变成等轴(α+β)组织。等轴组织与针状或片状组织的拉伸强度差异不很明显,而等轴组织的延伸率及疲劳寿命是后者的两倍。因此,等轴组织更适合用于对低周疲劳寿命有严格要求的转动部件,例如压气机盘。然而,β转变组织较(α+β)组织有更好的断裂韧性及高温蠕变强度。 2 热机械加工工艺 　　Ti-6Al-4V合金热机械加工工艺步骤如图1所示。 铸锭的初加工主要是在β转变温度以上的机械加工,包括镦锻、侧压、开坯,这些全部是慢速加工,但它有助于使化学成分分布均匀,并且可以破碎铸态组织(β转变组织)。 　　在β加工后采用空冷等快速冷却方法,在原始β相晶界上析出薄α层的针状组织或魏氏组织(层状组织)。原始β晶粒尺寸最好不超过100μm~200μm,α层厚度小于5μm。为了减小原始β晶粒尺寸,通常的做法是,在β加工时,在(α+β)相区,插入几个开坯步骤,以及降低最终β加工的温度。然而,近期许多研究指出,减少原始β晶粒尺寸并没有给热加工带来更多的益处。     

正交法研究添加Y2O3对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用正交实验方法,应用放电等离子烧结(SPS)技术制备出Y2O3含量分别为0.2%、0.6%、0.8%的Ti-6Al-4V合金,探究烧结温度、烧结压力、Y2O3含量和保压时间对Ti-6Al-4V合金显微组织、烧结密度和力学性能的影响,优化烧结工艺。结果表明,烧结温度对烧结密度的影响最大,接下来依次为烧结压力、Y2O3含量、保压时间;烧结温度对力学性能的影响最大,接下来依次为Y2O3含量、烧结压力、保压时间。当烧结温度1200℃、烧结压力50 MPa、保压时间5 min、Y2O3含量0.6%,烧结样的密度和压缩强度高,分别达到4.4138 g/cm3、1881.4 MPa,相比未添加Y2O3的Ti-6Al-4V合金,其压缩强度提高15.7%。     

冲击波作用下Ti-6Al-4V合金层裂及相变研究

冲击波加载技术可以对材料产生瞬时高温、高压和高应变率等极端作用,对于研究其物理、化学性能都是不可或缺的重要手段。本实验使用一级轻气炮加载,以不同冲击速度的飞片对Ti-6Al-4V合金进行气炮冲击,利用X射线衍射、扫描电镜等多种测试方法进行表征,研究冲击波手段对Ti-6Al-4V合金层裂和晶相的影响,并初步分析出Ti-6Al-4V合金冲击损伤和冲击相变的机制。经过对不同冲击速度的样品研究和分析后发现,样品中出现微损伤,经历了成核、长大、连接等过程,在冲击应力达到一定程度时发生了层裂;通过冲击作用后样品的结晶程度更加完好,晶面生长更加完整;另外,冲击样品发生了从α,β相到α′相的晶相转变,α'相是一种韧性相,从而在一定程度上提高了Ti-6Al-4V合金的冲击韧度。     

电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响

采用电子束选区熔化针对不同成形方向进行打印,利用扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了电子束选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织特征,获得了成形后Ti-6Al-4V合金力学性能,揭示了成形方向选择对力学性能的影响规律。结果表明:横向打印产品材料抗拉强度能够达到986 MPa、屈服强度能够到达880 MPa、延伸率能够到达11.2%,明显优于纵向打印产品材料的性能;横向打印材料在打印过程中冷却速度较快,β相先转化成α′马氏体,最后分解为α+β相组成的网篮组织;纵向打印材料在打印过程中材料被反复加热,最终形成魏氏组织(过热组织)。     

β相稳定元素对TiAl合金高温变形行为的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。     

退火态Ti?6Al?3Nb?2Zr?1Mo钛合金的组织和力学性能

采用模锻工艺及980℃退火工艺制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和电子背向散射衍射(electron back-scattered diffraction,EBSD)分析等方法研究了退火态合金不同截面上的微观组织与力学性能。结果表明:与锻态合金比较,退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的α相含量减少,亚稳态的β相增多。在空气冷却的过程中,合金的亚稳态β相又转化为次生α相和少量β相。退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金中α-Ti呈现出RD//[ī2ī0]、FD//[0001]的织构类型(FD为锻件压缩方向(锻造方向),RD为锻件自由延伸方向)。退火态Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的三个方向拉伸断裂主要是韧性断裂,并且断裂方式呈现出微孔聚集断裂。沿RD方向拉伸时韧窝尺寸较大,对应的延伸率也优于其他方向。     

β热处理对SEBM Ti-6Al-4V Diamond点阵材料显微组织和力学性能的影响

采用电子束选区熔化(SEBM)技术制备Ti-6Al-4V Diamond点阵材料,研究β热处理(1100℃/2 h/FC)对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,经β热处理后,Ti-6Al-4V Diamond点阵材料的显微组织由原始β柱状晶转变为等轴晶,针状马氏体α′相以及α+β细片层组织转变为相互平行的α+β粗片层组织,且α片层平均厚度由0.8μm增加至7.4μm。此外,Ti-6Al-4V Diamond压缩应变增加,最大可达13.1%,但强度降低;热处理对点阵材料的模量影响较小。点阵材料的结构与材料具有独立性,热处理不会改变Ti-6Al-4V Diamond点阵材料强度、模量与相对密度的指数关系。     

表面机械处理对Ti-54M合金高周疲劳性能的影响

Ti-54M合金是美国由TIMET（Ti-5A14V-0．6Mo-0．4Fe）合金发展而来的一种α＋β两相钛合金,其切削加工性（切割速度和切割工具寿命）可与Ti-6A14V合金相媲美。该合金用电子束冷床炉单次熔炼制得,可以混合少量的Ti-6A1-4V合金或其他含有元素Mo、V和Fe的合金。除了原材料的弹性性能之外,Ti-54M合金的切削加工性能优于Ti-6Al-4V合金。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

近β型生物医用钛合金在磷酸缓冲液中的电化学行为

<正>根据钛合金在室温下合金元素以及相组成的不同,可以将其分为α型、β型以及α+β型三大类。其中,工业纯钛(α型)、Ti-6Al-4V合金(α+β型)在牙科植入物方面已经有多年的应用。但是,由于这两种合金的弹性模量较高、耐磨性较差,并且Ti-6Al-4V合金在使用过程中释放的铝离子和钒离子会对人体造成伤害,因此,近年来科研工作者将生物医用钛合金的研究重点放在了开发新型β型生物医     

国内外新闻

2013年第3季度美国钛附加费下调幅度减小2013年第3季度美国钛附加费继续下跌,但下调幅度较2013年上半年有所减小。2013年7月,美国Allvac公司的航空用标准Ti-6Al-4V合金棒材及扁平材附加费为10.71美元/kg(4.86美元/磅),较第2季度的11.11美元/kg(5.04美元/磅)下降了3.6%;Ti-6Al-4V合金坯料附加费为9.74美元/kg(4.42美元/磅),较第2季度的10.12美元/kg(4.59美元/磅)下降了3.7%。Ti-6Al-4V ELI合金棒材、扁平材以及坯料附加费的下调幅度与标准Ti-6Al-4V合金产品相同。