亚稳定β钛合金中等温斜方马氏体a”相的形成

在钛合金中由于β-Ti基体化学成分的差异,其马氏体相以密排六方晶系或斜方晶系的晶体结构呈现。目前钛合金中形成斜方马氏体a”相的途径主要有两种,一种是合金在口相区固溶然后快速冷却到室温的过程中形成斜方马氏体a”相,另一种是合金亚稳定β相在室温下的变形过程中形成斜方马氏体a”相。     

氢对β—C^TM合金板材组织与性能的影响

β-C~(TM)(Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr)是一种可通过热处理获得强度、塑性和缺口韧性良好匹配的亚稳β钛合金,虽然β钛合金的氢容限很高,但是热处理获得高体积份数的α相后,氢是否影响β-C~(TM)合金的性能还是一个未知数,研究选用1.5mm厚的β-C~(TM)板材,将其于815℃下固溶处理30min,空冷后氢含量为124ppm,用此作为低氢水平;另一部分板材固溶处理后在     

新型亚稳β型Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金时效过程中ω相与α相的竞争

对一种新型亚稳β型Ti-30Nb-1Mo-4Sn(%,质量分数)合金时效过程中ω相与α相的竞争行为进行了系统研究。研究表明,Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金经固溶处理或冷轧处理后,合金的相组成均为β相和α″马氏体。固溶态和冷轧态Ti-30Nb-1Mo-4Sn合金经相同的时效处理(即573 K时效2 h)后,析出产物分别为等温ω相和α相。这主要是由于冷轧后合金内部含有大量位错和晶界,这些位错和晶界在后续时效过程中抑制了等温ω相的析出,同时为α相的异质形核提供了条件,促进了α相的析出。这一发现为亚稳β钛合金时效过程中ω相与α相之间的竞争提供了直接的证据。此外,上述研究结果也清楚地表明,通过对亚稳β钛合金进行冷轧预处理,可以在后续时效过程中抑制脆性ω相析出的同时在合金中获得对力学性能有利的细小α强化相,这无疑对研发低模量和高强度兼备的新型β钛合金具有重要的意义。     

锻造工艺对BTi20合金组织和力学性能的影响

合理的锻造工艺能显著影响β钛合金的组织和性能。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计研究了β锻造、α+β锻造两种工艺对新型β钛合金BTi20的显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:β锻合金的锻态组织为均匀的等轴β晶粒,α+β锻合金的锻态组织为等轴初生α相和β相,两种合金锻态的强度均在1500 MPa级以上,伸长率7%左右;相变点下固溶后,两种合金中均析出了等轴状初生α相,β锻合金中初生相的体积分数高于α+β锻合金,且分布更均匀,相变点上固溶后,β锻合金中的晶粒平均尺寸大于α+β锻合金,前者强度高于后者,塑性反之;相变点下固溶时效后,β锻合金中短棒状的初生相分布更均匀,次生相尺寸更细小,强度高于两相锻合金,但塑性较低;相变点上固溶时效后,α+β锻合金的网篮组织更均匀,强度高于β锻合金,塑性相差无几,即固溶时效处理后,α+β锻合金的强塑性匹配优于β锻合金。     

固溶温度对TB6钛合金微观组织的影响

分别在760、780、800、820℃对TB6钛合金锻棒进行固溶处理,采用X射线衍射仪和光学显微镜研究了合金在不同固溶温度下的相组成及微观组织随固溶温度的变化规律。结果表明,固溶温度为760、780℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相含量较高,尺寸较大,能起到钉扎β晶界的作用,获得晶粒尺寸<5μm的β基体相;固溶温度为800℃时,大部分初生α相溶于β基体相中,剩余初生α相的体积分数仅约为2.65%,且β基体相晶粒尺寸增大,并出现热诱发α′′马氏体相;固溶温度为820℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相已完全消失,β基体相存在大量呈纵横交错分布的针状热诱发α′′马氏体相。     

固溶冷却速度对短时高温钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶冷却方式对一种新型短时高温钛合金热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明,合金经近β区高温固溶及不同方式冷却后产生不同的相产物,空冷后的相产物为α+β相,油冷和水冷后的相产物均为α′+α″相。随着冷却速度的提高,合金强度提高而塑性降低。钛合金固溶处理后采用油冷方式可获得较好的综合力学性能,室温抗拉强度1 150 MPa,延伸率8%。     

固溶和时效温度对铸态TC18合金组织性能的影响

钛合金具有相变复杂性以及相变敏感性，制备状态下的高强钛合金其显微组织及力学性能与对应的固溶-时效工艺直接相关。该研究对名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe的TC18钛合金进行固溶-时效处理，对比研究不同固溶温度以及时效温度对其显微组织及力学性能的影响。结果表明，固溶-时效热处理对合金性能提升效果显著，固溶处理使合金基体中残存的初生α相粗化，其他区域形成过饱和固溶体，在接下来的时效过程中，β基体析出细小针状次生α相。在两种α相的配合影响下，合金整体强度提升明显。     

热处理对新型β钛合金组织与性能的影响

合理的热处理制度能显著影响β钛合金的显微组织和强化行为。通过对一种新型Ti-Al-V-Mo-Cr-Zr-Nb-Fe亚稳β钛合金的固溶时效处理,研究了热处理工艺对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:该合金720℃固溶处理后,可以获得单一均匀的等轴β晶粒,为最佳固溶温度;经440~520℃时效处理后,发现时效温度对该新型合金α相析出的形态与尺寸的影响显著:在较低温度440℃时效时β基体上有针状α相析出,平均晶粒尺寸在1~2μm左右;较高温度520℃时效时,α相宽度和片层间距都增大,α相尺寸长大到3~5μm,针状α相向短棒状转化。在实验温度范围内,随着时效温度升高,合金强度降低,塑性增加。720℃固溶较低温度时效合金可获得较好的强度与韧性匹配。该合金理想的热处理工艺参数为720℃/30 min、空冷(AC)+440℃/12 h、空冷(AC),由此可获得到良好的综合性能(抗拉强度UTS=1412.8 MPa,屈服强度YS=1309.4 MPa,延伸率A=8.56%,断面收缩率Z=44.94%)。     

Ti9148钛合金β-相晶粒长大行为

Ti9148合金为一种新研制的生物医用钛合金.为了合理控制生产过程中产品的晶粒尺寸,文中通过固溶淬火实验研究了Ti9148钛合金β-相晶粒在不同加热温度和保温时间固溶处理时的长大行为.结果表明:随着加热温度的升高,Ti9148钛合金β-相晶粒尺寸不断增大,并且温度越高,增长速度越快;在等温加热过程中,随着时间的延长,β...     

Ti40合金热稳定性的研究

研究了Ti40阻燃β钛合金的热稳定性。结果表明，仅固溶处理的Ti40合金具有良好的强度和塑性配合，其热稳定性相对较好；固溶并时效处理合金的热稳定性较差，且时效温度越高，合金的热稳定性也越差。热暴露温度越高，合金的热稳定性能越差。     

内燃机用粉末烧结Ti-21.5Nb合金组织与力学性能研究

采用放电等离子烧结技术制备内燃机用Ti-21.5Nb-2Zr-1.2Mo-0.1Y钛合金材料(Ti-21.5Nb), 并对其进行固溶和时效处理, 通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸测试仪等设备分析试样的微观形貌、组织结构、物相组成以及力学性能。结果表明: 采用等离子旋转电极法制备的预合金球形粉末相对密度较高, 并且未形成孔洞; 烧结试样和固溶试样都是由β相与α相组成, 放电等离子烧结Ti-21.5Nb合金和常规铸锭合金具有相同的相结构变化规律; 合金烧结组织由β等轴晶和一些小尺寸α相构成, 其中β等轴晶的粒径介于30~80μm; 在800 ℃下对烧结试样进行固溶时效处理, 得到的固溶组织主要是由β相构成, 同时在β相中还生成了椭球形α弥散组织; 在500 ℃下对Ti-21.5Nb固溶试样进行时效处理, 在合金基体中析出ω相, 而原先的α相全部消失; 在380 ℃时效处理时, 组织中只存在α相, ω相完全消失; 在800 ℃对Ti-21.5Nb合金进行固溶时效处理可以获得力学性能更优的钛合金材料。     

一种钛合金热处理与性能的研究

对β钛合金的固溶、时效处理及材料的力学性能进行了研究。该合金通过不同的热处理工艺,可以具有优良的力学性能,适宜冷加工生产。     

新型医用TB12钛合金不同状态下力学性能研究

为满足牙种植体对高强度、低模量钛合金的需要,设计开发了一种具有较低弹性模量和较高强度的新型医用TB12亚稳β钛合金。研究了固溶处理和时效处理对制备的8 mm TB12钛合金热轧棒材力学性能的影响。研究结果表明:TB12钛合金经过780～850℃×0.5 h的热处理即可实现完全固溶处理。在固溶状态TB12钛合金具有近60GPa的较低弹性模量、1 000 MPa的较高抗拉强度、优良的抗剪强度和良好的塑性,满足生物医用钛合金所需要的高强度和低模量的匹配。在固溶时效状态,TB12钛合金具有高达1 300 MPa的高强度和大于5%的延伸率。     

β钛合金的加工特性及特殊应用

β钛合金比其它类型的钛合金容易加工.介稳β钛合金可冷轧成带材并能焊接.例如,Ti—10V—2Fe—3AL合金很容易锻造,在加工后,所有的介稳β钛合金都可时效处理,得到很高的强度及强度与断裂韧性的很好的配合.β相的弹性模量比α相低得多,因此,这些合金通过固溶处理和时效处理,改变β相的数最,能够调整“tailor”弹性模量.当今,世界上研制及生产的β钛合金示于下表.β钛合金制备预合金粉末冶金用粉末也     

Ti-13Nb-13Zr合金力学性能和显微组织的研究

研究了Ti—13Nb—13Zr合金在β相区和(α β)两相区固溶和时效处理后其合金力学性能及组织变化规律。分析发现在β相区固溶的合金，水冷时生成针状马氏体α′，空冷时生成亚稳定β相和少量αp，在(α β)两相区固溶生成β转和αp。在β相区和(α β)两相区固溶试样经时效后，晶粒内部主要析出点状和棒状αs。在750℃/1h固溶(WQ)和低温510℃/6h时效的合金抗拉强度高、塑性较高、弹性模量低，可以满足人体植入要求。     

固溶温度对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织及性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了固溶热处理对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系,结果表明:随着固溶温度的升高,Ti6A14V ELI钛合金初生αp相含量降低,片层α相厚度和β晶粒尺寸均增加;钛合金强度和塑性均随着固溶温度的升高而降低,在952℃固溶后时效,抗拉强度可达915 MPa,延伸率16.8％,断裂韧性仅为84 MPa·m1/2;在997℃进行固溶后时效,钛合金抗拉强度降低至861 MPa,延伸率9.6％,断裂韧性达115 MPa·m1/2.在952℃进行固溶,Ti6A14V ELI钛合金为韧性断裂,提高固溶温度后合金呈韧脆混合型断裂.     

热轧和热处理对高强β钛合金板材显微组织和拉伸性能的影响研究

正Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金是一种高强β型钛合金。Z.X.Du等人研究了热轧和热处理工艺参数对该合金显微组织和力学性能的影响。通过显微组织观察发现,该合金经α+β两相区轧制过后,晶粒得到充分破碎,比经β单相区热轧后的晶粒细小;经α+β两相区固溶后,合金的晶粒比β单相区固溶后的晶粒小。拉伸测试发现,通过时效热     

热处理对航空用TC4钛合金薄板力学性能影响研究

研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α+β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α+β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。     

热处理对Ti-25V-15Cr-2Al-2Mo-0.2C合金组织稳定性的影响

研究了热处理对Ti-25V-15Cr-2A1-2Mo-0.2C阻燃β钛合金组织稳定性的影响。结果表明，高温固溶并直接时效处理导致合金β基体上析出较多的α相沉淀，尤其在随后的热暴露组织中形成了恶化合金塑性的连续晶界α膜。然而，若在时效前再进行一次低温固溶处理则可明显减少α相的析出数量，合金的热稳定性因此而得到显著改善。     

LCHβ型Ti—44528S合金板材的开发与应用

新型LCHβ型Ti-44528s合金是一种加入了8种合金化元素的亚稳钛合金。对其板材的生产工艺及性能研究表明,冷轧板材经多级时效处理后,硬度高于HRC53;其板材经固溶和多级时效处理,σb≥1650Mpa,σ0.2≥1600MPa,δ≥4%。该合金巳用作海军潜水刀材料。