TC11钛合金相变点的测定与分析

采用计算法、差示扫描量热法和连续升温金相法3种手段计算和测定了TC11两相钛合金（α＋β）/β相变点。计算法由于各元素及杂质元素含量对相变点的影响值是在一个含量范围内的计算值，因此计算的相变点与实测值是接近的；差示扫描量热法由于钛合金和坩埚的化学反应，产生相变滞后现象，导致所测相变温度过高；而连续升温金相法由于淬火温度间隔选择较小，测量的准确性较高，因此更能准确测量TC11钛合金相变温度。通过连续升温金相法，观察不同淬火温度的试样在光学显微镜下的显微组织变化，发现升温过程中初生α相完全消失的温度，从而确定了TC11钛合金的相变点为1035℃。并分析了不同钛合金之间相变点差异的原因。     

钛及钛合金相变温度与测定

1钛及钛合金的相变温度1．1相变温度钛及钛合金中,除具有热稳定卢相的合金以外,工业纯钛、高纯钛和大多数钛合金在加热到一定温度时会完全过渡到单相片状态．通常将在加热过程中,钛及钛合金组织中。相正好消失的温度定义为相变温度．理论上,格变温度是一个确定的温度;但实践中,测出的相变温度多以温度区间表示．格变温度对钛及钛合金加工和热处理非常重要,是制定加工工艺、选择变形多数的依据,也是考虑加热过程中被氧和氛污染程度的重要参考．生产和试验用钛合金铸锭必须随附准确的相变温度或相变温度范围．12影响相变温度的因素钛…     

两相钛合金的相变特征和热处理规范

本文就我所研制的舰船用钛合金所涉及的近α和α＋β型两相钛合金的相变特征和热处理规范作了评述，并对两组钛合金的显微组织与性能的关系进行了讨论。     

高压热处理对TC6钛合金α→β相变动力学的影响

针对高压热处理能改善(α+β)钛合金组织的问题,对TC6钛合金进行5 GPa压力,1000℃保温20 min的高压热处理,利用差示扫描量热仪(DSC)测试了高压热处理前后TC6钛合金在不同升温速率下的α→β相变温度和转变时间,根据Deloy方程和Ozawa方程分别计算其相变激活能和Avrami指数,并利用光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)对高压热处理前后TC6钛合金的组织进行观察,探讨了高压热处理对TC6钛合金中α→β相变动力学的影响。结果表明:5 GPa压力热处理能降低TC6钛合金的α→β相变温度,缩短相变时间,增大相变激活能。当合金以20℃·min~(-1)升温时,5 GPa压力热处理能使α→β相变起始温度和相变结束温度较5 GPa压力处理前分别降低了4.88和8.71℃,相变时间也减少了0.2 min。当相变体积分数为50%时,5 GPa压力处理后合金的α→β相变激活能较5 GPa压力处理前增大了155.29k J·mol~(-1),但高压热处理对α→β相变机制影响不大。其原因主要是高压热处理能增大TC6钛合金组织中的晶界密度和位错密度。     

钛合金的马氏体相变

本文简要阐述了钛合金马氏体相变的原理、特点和应用, 并对钛合金热处理工艺作了叙述。     

加热速度对BT25钛合金α→β相变的影响

采用高精度差分膨胀仪DIL805A/D测试了BT25钛合金在不同加热速度下的线膨胀曲线,并获得了合金在相应加热速度下的β相变温度。为了验证膨胀法得到的BT25钛合金β相变温度的准确性,用金相显微镜和定量分析软件分析了β相变温度附近不同温度保温后冷却得到的金相组织中相的相对含量和组织演变规律。根据膨胀曲线分析了BT25合金在加热过程中,不同温度范围内的相变情况。最后,采用杠杆定律得到不同加热过程中BT25合金α→β相变时α相转变体积分数与温度之间的变化关系。研究结果表明:膨胀法能够准确测定不同加热速度下钛合金的α→β相变点;随着加热速度的增加,BT25钛合金α→β相变的起始温度和结束温度都升高,相变温度区间变窄,相变速率明显增大。相变速率峰值和出现峰值的温度随着加热速度的增加也增大;利用Kissinger方程计算得出了加热过程中BT25钛合金α→β相变激活能为953.15 k J·mol~(-1)。     

钛合金相变点的测定

钛合金的相变点,是钛合金研制和生产的重要的工艺参数。测定钛合金的相变点,工厂以往用繁复的金相法。通过我们的实践表明,改用电阻法,由电阻～温度关系曲线的极值点来确定相变点,准确度高,经济、简便可行,因而获得广泛推广应用。电阻法测定相变点的试样是用一根棒状试样,规格为φ3×80(毫米)。取自热锻后状态,热锻温度为1000℃左右,第二、三次     

TA15钛合金热变形过程中基于介观尺度的相变模拟研究

金属在高温热形变过程中,相变常常发生在形变过程中,塑性形变和相变同步进行。在此过程中,一方面相变的发生消耗了形变储存能,另一方面形变的发生又会造成新能量的积累和晶体缺陷的产生,能量状态、缺陷分布等和先形变后相变过程的不同,整个过程完全是动态的。围绕新型近α型钛合金—TA15钛合金的热压缩模拟试验,从介观角度出发,综合运用现代塑性加工学、金属学、金相学、有限元方法、晶体塑性理论、元胞自动机理论、计算机编程语言等多种理论和方法,对TA15钛合金在热压缩变形过程中发生的相变行为进行了系统研究,模拟了合金的相变过程,动态再现了相变发生时的微观组织的演变情况,建立了不同变形条件下的相变动力学方程。这对于合理制定变形过程中的热加工工艺方案,对钛合金的发展和实际应用的促进都具有极为重要的理论价值和实际意义。     

β钛合金及其固态相变的归纳

本文以钼当量为标准对国内外研制的融合金进行了汇总和归类。β钛合金按照亚稳定状态相组成可分为3类：稳定β型、亚稳定β型和近β型钛合金。对β钛合金热处理过程中发生的固态相变进行了归类。β钛合金经强化热处理后可能发生β→a”,β→ω,β→a,β→β＇相变,时效时,亚稳相部分或全部分解。     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅲ)——常用检测方法

总结和归纳了常用4类检测方法(光学显微镜、扫描电子显微镜、x射线衍射、透射电子显微镜)在钛合金固态相变研究中的应用特点和适用范围,指出了钛合金中典型相和相变过程的分析与区别方法,运用实例说明了一般钛合金固态相变的研究思路.     

层流冷却条件下碳钢相变过程的数值模拟

 采用数值模拟的方法,结合宝钢2050热连轧层流冷却生产线,模拟研究了不同碳当量钢种在层流冷却条件下的奥氏体转变过程,计算了前段主冷、稀疏冷却、后段主冷3种冷却模式对奥氏体转变过程的影响,定量分析了带钢厚度方向不同部位处奥氏体转变的差别。结果表明:在所选定的工艺条件下,随着碳当量的增加,铁素体开始转变时间明显推迟,铁素体开始转变温度明显降低,而珠光体开始转变时间和温度变化不大;不同冷却模式下铁素体、珠光体各相开始转变时间及演变过程差别较大,但最终各相的体积分数接近一致;带钢厚度方向各部位由于冷却速度的不同而存在明显的组织不均匀性。     

快速凝固Cu-30%Fe合金的液相分解行为

液相分解是一些合金在快速凝固时产生的特殊相变行为。研究了不同冷却速度下Cu-30%Fe合金的凝固过程。Cu-30%Fe二元合金铸锭的微观组织是由铜基体和铁枝晶所组成。当过冷度较大时,位于样品自由表面区域比接近冷却铜板区域的冷却速度小,铁枝晶的存在是该区域微观组织的最大特征,它反映了该区域的凝固方式为正常的凝固方式。样品中心层微观组织的最大特征是存在着尺寸较大的铁球形粒子,它反映了在该区域Cu-30%Fe熔体的凝固过程中过冷液相经历了液相分解过程。数量众多的直径约为几微米的铁粒子和铜基体组成了冷却表面的微观组织。这些铁粒子是被细化了的液相分解铁粒子。液相分解会使合金微观组织产生一定程度的粗化,但提高凝固过程的冷却速度可以显著细化液相分解组织。     

预测中厚板控冷过程组织转变的数学模型

建立了预测中厚板控冷过程组织转变的数学模型。并依据此数学模型模拟了Q345B钢板加速冷却过程中的组织转变类型及组织转变量的变化,理论计算结果与金相观测结果吻合得很好。在此基础上,研究了控冷制度对显微组织的影响。     

合金元素铜对ULCB钢相变及组织结构的影响

主要以ULCB钢的化学成分为基础，通过添加不同含量的合金元素Cu，着重分析研究了合金元素Cu对ULCB钢的相变、组织结构的影响，并对合金元素Cu的作用机理进行了探讨。研究结果表明，随着钢中w(Cu)的增加，相变点Ac1、Ac3及贝氏体转变温度均呈下降趋势，试验钢的奥氏体晶粒大小及在随后淬火冷却过程中形成的贝氏体的尺寸亦随钢中w(Cu)增加而呈下降趋势，当w(Cu)增加到1．0％以上时，这种趋势有所减缓。     

Investigation of the Effect of Deformation on γ‐α Phase Transformation Kinetics in Hot‐Rolled Dual Phase Steel by Phase Field Approach

Dual phase steels, consisting of hard martensite particles in a ductile ferritic matrix, offer high strength and deformability at the same time. Additionally, they are cost effective by a dilute alloying concept. In industrial production, two manufacturing concepts have been implemented: intercritical annealing of cold rolled sheet, or hot rolling. The current work has investigated the effect of deformation on the γ‐α phase transformation kinetics in the dual phase steel production using the hot rolling scheme. The pancaked austenite grains containing denser nucleation sites have a strong influence on the ferrite transformation kinetics. In addition, the multiplication of dislocations which results in the increase in elastic strain energy and dislocation core energy contributes to some acceleration in ferrite growth kinetics. A modelling approach for the γ‐α phase transformation kinetics in dual phase steels has been developed employing the phase field theory. The nucleation behaviour, i.e. the number and size of nuclei developed after an elapsed time as well as their nucleation sites which were evaluated from microstructure analysis, and the increase in the driving force of grain growth were integrated into this model.     

The Evolution of Ultrafine Grained Structure Formation Through Isothermal Static Phase Transformation

In the current study,a 0.3C-2Si-2Mn-0.28Mo (in wt%) steel with high hardenability was deformed at a relatively low temperature followed by isothermal static phase transformation.This novel thermomechanical processing made it possible to successfully produce an ultrafine ferrite grained structure (～2 μm) in the absence of both dynamic phase transformation and controlled cooling.The use of a model Ni-30Fe austenitic alloy showed that the low temperature deformation induced very fine intragranular defects throughout the microstructure,which would then act as fine spaced ferrite nucleation sites at an early stage of phase transformation.As a result,the coarsening of ferrite was extremely limited during isothermal phase transformation,resulting a very fine ferrite grained structure;even nanoscale in the region of the prior austenite grain boundary.     

700 MPa级热轧双相钢的组织和性能

 采用热模拟并借助光学显微镜、SEM技术研究了双相钢的相变规律及不同工艺参数下的组织演变规律。根据热模拟结果在实验室试制出700 MPa级热轧双相钢,优化了轧制和冷却工艺参数。实验结果表明：热轧双相钢组织为多边形铁素体+马氏体岛,抗拉强度730 MPa,屈强比062,伸长率236%,达到了DP700级双相钢的性能要求,并讨论了热轧卷取温度对双相钢最终力学性能的影响。     

In783合金的相组成和组织结构

 通过组织观察，研究了In783合金在铸态、热变形态、固溶处理和时效后的相组成及组织特征。结果表明，In783合金在γ基体上除了析出弥散的γ′相外，还析出β(NiAl)相。β(NiAl)相在铸态、热变形态下呈块状、长条状或粒状，1 120 ℃固溶处理后为粒状。合金再经845 ℃×3 h(空冷)时效处理后，析出粒状和短棒状β(NiAl)相，而且在β(NiAl)相周围出现了γ′相贫化区。     

TiAl合金中的TiB2相生长形态及其对力学性能的影响

研究了B含量分别为0.2％和1.0％(原子分数)两种TiAl合金中TiB2相的生长机制,结果表明G2(Ti-47.5Al-5( Cr,Nb,W,Si)+1.0B％)合金中少量TiB2相是由于成分起伏从液相中生成的初生块状TiB2相,大部分TiB2相是在凝固过程与β相共同耦合生长的次生带状、杆状TiB2相;G1( Ti-47.5Al-5( Cr,Nb,W,Si)+0.2B％)合金中TiB2相是由共晶反应生成的次生带状TiB2相.G2合金全片层组织和网篮组织室温塑性均优于G1合金,网篮组织室温强度与Gt合金相当,而全片层组织室温强度却不如G1合金.在760 ℃/100 MPa/200 h蠕变条件下G2合金全片层组织残余蠕变量和蠕变速率均低于G1合金.     

过时效对冷轧双相钢显微组织和磁性能的影响

主要研究了过时效温度和时间对冷轧低碳双相钢显微组织和磁性能的影响。结果表明,过时效温度对双相钢的显微组织和磁性能影响较大。随着过时效温度的升高,马氏体体积分数稍有降低,马氏体逐渐发生分解。透射电镜结果表明,当过时效温度达到380℃时,板条马氏体边界已变得模糊,同时观测到碳化物的析出。双相钢的磁性能对过时效温度非常敏感。矫顽力和磁滞损耗随过时效温度的升高逐渐降低,而最大磁导率、剩磁和10000A/m磁场下的磁感应强度则呈升高趋势。过时效时间对双相钢显微组织和磁性能有较弱的类似影响。