β钛合金及其在钛工业中的作用

在钛合金中β合金的比强度最高、淬透性最大,理应在航空工业中广泛使用.然而除Ti—13V—11Cr一3Al合金成功地应用于SR一71外,β合金的使用量很小.为此Bania PJ.讨论了四个问题.1 什么是β合金?含有足够的β稳定元素,淬火能保留100%β相的钛合金为β合金,可分为亚稳β合金和稳定β合金.β稳定元素可分同晶型和共析型两类,前者熔点高、比重大,需以铝的中间合金加入,且价格高;后者可直接加人.价格低.β元素含量高低可用钼当量表示.但不能用它判定合金是否为β稳定合金.另外,共析型元素如铁存在强烈偏析.易形成“β斑”,而同晶型元素如钼几乎无偏析     

共析元素Fe在亚稳定β钛合金中的行为

本文研究了共析元素Fe对亚稳定β钛合金结构及性能的影响。结果表明,Fe共析元素在合金中含量接近2％时,具有最好的强化效果,超过3％时,合金会脆断。     

航空航天用Ti60高温钛合金铸锭制备工艺

针对Ti60高温钛合金在熔炼工艺上的关键技术,选用等级较高的0A级军工小粒海绵钛以及合适的中间合金,采用真空自耗电弧炉熔炼,通过控制熔炼电流电压等关键工艺参数,制备出Φ310 mm大型Ti60高温钛合金铸锭.铸锭表面质量良好,没有出现冷隔和不到边等缺陷.经检测,各合金元素在铸锭上均匀分布,杂质元素含量以及分布控制较好,系统研究了以中间合金方式添加的Nb、Ta、Mo等高熔点元素以及低熔点元素Sn的配入方式和熔炼电流、熔炼电压等工艺参数对合金铸锭的成分均匀性以及缺陷控制的影响.此铸锭通过后续工序所制出的锻件,经过力学性能以及超声探伤,均达到了行业要求.     

航空用钛合金

钛最早用于航空领域是在１９５２年,当时主要用在道格拉斯的ＤＣ－７飞机的短舱及隔热墙上。今天,从波音７５７到超音速的ＳＲ－７１“黑鸟”、到Ｆ－２２喷气式战斗机,从空间卫星到宇宙飞船等,许多飞机的结构件都采用了钛合金。钛部件已起着举足轻重的作用。典型的应用包括涡轮盘、涡轮机叶片等。 纯钛在常温下为密排六方结构,称为α相．在８８０℃α相转变为体心立方结构,称之为β相．添加合金元素及形变热处理可以改变钛的晶态．基于上述原理人们开发了一系列具有不同性质的钛合金,钛合金按相态可分为α合金、α＋β合金、β合金…     

日本开发的几种钛合金及其应用

作为经济强国的日本，在民用钛及钛合金的研究开发方面，一直保持着较强的优势．1996年，日本钛材的总产量约为10876t，其中45％用于出口，55％用于国内．在国内的钛材用量中，生活用品约占12％（70多吨）．日本在近年来的钛及钛合金开发上，主要以低成本钛合金和特殊用途钛合金为其方向，现以其已开发的几种钛及钛合金为例，介绍日本钛合金的开发现状和应用情况．1低成本钛合金在钛及其合金中加入廉价的合金元素如Fe、S等，而达到某一性能要求．如SP－700，是为得到冷、热加工性能优于Ti－6Al－4V合金而设计的一种富β的α＋β合金，其…     

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     

合金元素Mo对钛合金相析出行为的影响

钛合金的相变过程中伴随着复杂多变的析出相,不同组织结构的析出相导致合金具有不同的机械性能。添加合金元素可以人为地控制钛合金中相的析出行为,但由于合金元素种类众多,合金元素对钛合金析出行为影响的机理有待进一步探讨研究。综述了合金元素Mo对钛合金析出行为影响的研究现状,以析出相的形态和尺度为主要考察对象,归纳总结了在α型、α+β型以及β型钛合金中添加Mo元素对析出相作用的机理,并指出了目前研究过程中存在的不足,希望为以后的钛合金析出行为的研究提供帮助。     

Ti—15—3合金铸锭氧含量的控制

目前，在某些钛及钛合金中，氧是作为一种强化a稳定元素存在的，但在Ti－15V－3Al－3Cr－3Sn（简称Ti-15-3）这种新型亚稳定p合金中，由于作为间隙杂质元素存在的氧对Ti15司合金的工艺性能和断裂韧性有明显的影响，对该合金的氧含量提出了严格的要求（标准规定≤0．13％）。因此，在铸锭的制造过程中，氧含量的控制就显得十分重要。针对Tils－3合金，合金元素含量高（高达24％）、工艺条件要求严这一特点，进行了工业规模生产条件下的氧含量控制研究。探索出了控制氧含量的方法，初步分析了Ti15－3合金在氧含量的控制上与常用钛合金的不…     

钛合金用Al－V中间合金的生产研究概况

铝 (Ａｌ)和钒 (Ｖ )是钛合金中的关键元素 ,尤其在航空用钛合金中起着很重要的作用。非钢铁合金中 90 %以上的Ｖ可用来生产有色合金和磁性合金 ,其中钛合金占绝大多数[1] 。钛合金中的Ｖ (添加量为 1% )可作为强化剂和稳定剂 ,钛合金中添加 4 %Ｖ时 ,合金具有好的延展性和成形性。钛合金中最重要的两种合金是Ｔｉ- 6Ａｌ - 4Ｖ和Ｔｉ - 8Ａｌ- 1Ｍｏ- 1Ｖ ,这两种合金共占钛合金市场的 50 % ,可用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架和火箭发动机机壳。钒通常以Ａｌ -Ｖ中间合金形式加入到钛合金中。Ａｌ-Ｖ中间合金是银灰色块状合金 ,是钛合…     

低成本钛合金研究

采用廉价的Fe—Mo中间合金设计研究出Ti8LC和Ti12LC低成本钛合金，前者为近α型，后者为近β型钛合金，两者的室温拉伸性能均优于TC4，Ti12LC的热加工温度更低。     

钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅵ）——阿尔法

钛合金中,涉及到钛元素的相成百上千,这些相中,大部分无需了解,但其中有7个相尤其需要关注,他们是6个同素异构相α、β、α′、α″ 、ω、β′和一个共析相α2。这7个重要的相的表达中以阿尔法为主体表达式的相有4个：α、α′、α″和α2相。根据相关资料和作者在钛合金方面的工作经验,对这4个以阿尔法为主体表达式的相的结构、形态、相转变特点以及他们之间的联系进行了介绍,旨在为初涉钛合金领域的工程技术人员研究钛合金组织和相变提供一定的参考。     

钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅳ）——钛合金热处理的归类

通过对钢、铝合金和钛合金热处理过程中相变特点的分析,总结了金属材料热处理的三大分类：淬火＋回火,固溶＋时效,淬火＋时效。在此基础上细致的分析了三类热处理的异同、并根据钛合金热处理的相变特点,将其划归为第三类热处理。     

700 MPa级别热轧高强钢氧化铁皮结构转变规律

选取700 L作为试验用典型钢种，利用高温同步热分析仪（TGA）研究了热轧过程中不同卷取温度和冷却速率条件对氧化铁皮结构转变的影响规律。实验结果表明，450～500 ℃为700 L共析转变的“鼻温”区间，此时共析转变的孕育期最短，容易发生共析转变，生成大量的共析组织（Fe+Fe₃O₄）。相较于其他成分钢种的氧化铁皮共析组织转变规律，700 L中添加的Mn、Nb、Ti元素会使晶粒细化，进而使参与反应的离子的扩散通道增加，并最终使共析转变速率发生一定的延迟，共析“C”曲线整体出现向左偏移。      

低碳钢表面FeO层空气条件下等温转变行为的研究

采用热模拟试验机研究了不同温度和等温时间条件下低碳钢表面形成的FeO层的等温转变行为。试验结果发现,在600℃时,FeO只发生先共析反应而无共析反应发生。在650℃时,无任何析出反应发生。FeO层的等温转变遵循着"C"曲线规律,450~550℃为FeO分解反应的"鼻尖"温度范围。FeO的等温转变分为两个阶段,即析出先共析Fe3O4的第一阶段和后续发生的共析反应(FeO→Fe+Fe3O4)阶段。在350℃时形成的共析反应产物的片间距最小。通过热力学分析和FeO层中氧的贫化与富集分别解释了FeO的先共析和共析反应行为。     

Effect of dissolved niobium on eutectoid transformation behavior

The effect of dissolved niobium on the eutectoid transformation behavior in near-eutectoid high-carbon steels has been studied.Dissolved niobium is important in the eutectoid transformation behavior.It increases the eutectoid carbon content significantly(by~0.0477% per 0.00001% dissolved niobium),increases the hardenability of steel markedly,yields finer,more uniform,polygonal proeutectoid ferrite,induces a transition in morphology of eutectoid cementite from lamellar to somewhat spheroidal,and increases the misorientation angle of pearlite colonies from being focused near 0°to near 60°.     

Effect of Iron Content on Sintering Behavior of Ti-V-Fe-Al Near-β Titanium Alloy

Two near-β Ti-10V-3Fe-3Al and Ti-10V-2Fe-3Al alloys were produced by blended elemental powder metallurgy using hydrogenated titanium and V-Fe-Al master alloy powders. The distributions of the alloying elements were investigated at different stages of transformation of the heterogeneous powder compacts into the final homogeneous alloy product. The influence of iron content on chemical homogenization, densification, microstructure, and mechanical properties of as-sintered alloys was discussed with respect to the fast diffusion mobility of iron in titanium. It was concluded that a 1 pct increase in Fe content, as the alloying element with the fastest diffusivity in titanium, has a positive effect on densification. However, this also results in some grain coarsening of the final material. The attained mechanical properties were comparable with those of cast/wrought near-beta titanium alloys.     

The kinetics of transformation in Zn-Ai superplastic alloys

We report herein on the kinetics of transformation of a eutectoid Zn-AI alloy containing additions of Cu, Mg and Ca. The alloy possesses excellent superplasticity at elevated temperatures, and it has a relatively high strength at ambient temperature (∼345 MPa). TTT curves for the alloy are presented, and the corresponding microstructures obtained at the various transformation temperatures are reported. Also, the results of Jominy endquenched tests are reported and the corresponding continuous cooling kinetics are compared to the isothermal kinetics. The alloy was observed to decompose by two distinct mechanisms, depending upon the degree of supercooling. At temperatures just below the eutectoid, it decomposes into a lamellar microstructure, whereas at larger undercooling it decomposes into a coherent two-phase mixture. The interlamellar spacing and colony size are reported as a function of transformation temperature, and shown to follow expected trends. Since neither the lamellar nor coherent microstructure is superplastic, thermomechanical methods of producing a superplastic structure are discussed.     

钛合金中硅化物析出相性能研究进展

综述了钛合金中硅化物的研究现状性能结构析出规律，以及对热稳定性和抗氧化性的影响，提出从相变机理寻找解决钛合金热稳定性的途径。     

冷却速度对TC2钛合金板材β淬火组织的影响

通过水淬+空冷复合的方式,实现了在一个试样上淬火的冷却速度从水淬到空冷的不同,进而研究了冷却速度对TC2钛合金板材β淬火组织的影响。结果表明,β淬火时冷却速度不同,使得淬火后合金的金相组织存在较大的差别,进而对成品板材的组织产生影响。TC2合金板在热轧过程中获得了球状-纤维状的混合显微组织,水淬+空冷复合试样的水淬部分均发生马氏体转变,但转变的进程有所不同,水淬+空冷复合试样的空冷部分均为片状组织,随着冷却速度的降低,α片丛明显长大,α片宽度变大。淬火的延迟会导致板材显微组织不均匀。     

共析钢中铌对珠光体相变行为的影响

 通过金相、扫描电镜,相变临界点和过冷奥氏体等温转变的分析,研究了Nb对共析钢（质量分数：C 075%,C 0.78%）珠光体相变微观组织和等温转变动力学的影响。结果表明：微量Nb（质量分数为0.04%、0064%）的加入使钢中先共析铁素体的量较未含铌钢有所增加,这很可能是Nb的加入使得共析碳含量明显升高的结果,同时使珠光体相变产物的形貌发生明显变化,珠光体中渗碳体的展弦比显著降低。此外Nb提高了先共析铁素体和珠光体的开始转变温度,即Nb的加入在一定程度上降低了过冷奥氏体的热力学稳定性;相变动力学表明加入Nb 0.04%可使珠光体相变的鼻子点温度升高约50℃,且最快开始相变时间比不含铌钢推迟一个数量级以上,即Nb的加入推迟了鼻子点和较低温度下的珠光体相变,提高了钢的淬透性。