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.     

钛及钛合金的相变软化行为

正20世纪80年代,Yada等人对传统钢在A_(e3)温度以上进行挤压和轧制试验时,首次提出了奥氏体向铁素体发生动态相变的观点。经过20多年的发展,钢动态相变的驱动力被证实来源于相变软化——高流变应力的奥氏体转变成低流变应力的铁素体。这种变形诱导相变发生的现象在钛合金中也有存在,但对该现象目前没有一个明确的解释。为此,对3种钛及钛合金的变形行为进行了深入研究,对产生     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅶ)——钛合金热处理的归类(续)

承接文献《钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅳ)——钛合金热处理的归类》(钛工业进展,2009, 26(3):26-29)讨论了钛合金热处理的归类。根据不同热处理工艺的特点和热处理过程中的组织转变原理,对钛合金的热处理进行了梳理和归类,对钛合金不同热处理工艺对应的专业术语进行了规范,并对比解释了不同热处理工艺专业术语的内涵和异同,建立了钛合金热处理工艺术语与显微组织结构变化的约定关系。     

钛合金相变点预测模型的构建和评估

基于西北有色金属研究院实际生产中统计的321组钛合金铸锭化学成分与相变点数据,构建了预测钛合金(α+β)/β相变点的人工神经网络模型和多元线性回归模型,并对模型的准确性进行了评价分析。结果显示,多元线性回归模型的训练值及预测值与(α+β)/β相变点实际值的相关性系数分别为0.761 05和0.809 93,而人工神经网络模型的相关性系数分别为0.927 21和0.818 51,具有更好的相关性。人工神经网络模型的平均绝对误差为4.02℃,相比多元线性回归模型(平均绝对误差为5.11℃)具有更高的精度,可以更好地描述合金元素与钛合金(α+β)/β相变点之间的非线性关系。     

钛合金-不锈钢相变超塑性扩散连接接头分析

探讨了TA17钛合金和OCr18Ni9Ti不锈钢相变超塑性扩散连接工艺；分析了接头微观组织结构，元素的扩散及断口形貌。结果表明，钛合金和不锈钢两侧的元素有不同程度的扩散，在界面处形成β-Ti、TiFe和TiFe2。控制金属间化合物厚度在5μm以内可以提高接头强度。接头受力的主要物相是以β-Ti为基的固溶体，该物相的面积对接头的强度影响很大，面积越大，接头强度越高；反之越低。     

钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅰ）——同素异构转变

分别从冷却和时效两个过程对钛合金的固态相变作一系统论述，指出，在冷却过程中，根据冷却速度的不同发生的主要相变有：β→α＇＇,β→α＇,β→ω（althermal）＇β→α;时效过程中主要相变有．β→β＋ω（althermal）→β-α,β→β＋β→β＋α,β→α,α＇→β＋α,α＇＇→（β＋α＇）→β＋α.并分析了这些相变的形成特点；最后就目前钛合金固态相变中易混淆的过渡相的关系进行了讨论。     

基于二元相图精确计算钛合金α＋β/β相变点

基于Ti—X二元相图提出了一种精确计算钛合金α＋β/β相变点的方法,并根据该方法给出了一个计算公式。用该公式对几十个合金的相变点进行了计算,并与实测值进行了对比,除个别合金偏差较大外,其余合金的相变点计算值与测试值相差一般不超过±5℃。这表明该方法和公式涵盖面广、精确度高,适用于绝大多数钛合金的相变点计算。     

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。     

Ti62421s钛合金T_((α+β)/β)相变温度的测定与分析

相变温度对钛及钛合金加工和热处理来说具有重要意义。分别采用计算法和DSC差示扫描热量法分别得出Ti62421 s钛合金的相变温度为1006和1002℃左右。然后根据前两种方法得出的温度确定连续金相法的温度选择范围,用该方法测定出Ti62421 s钛合金的T(α+β)/β相变温度在995~1005℃区间内。将几种方法的测量结果进行比较,确定该合金的相变温度为1000℃。     

钛合金固态相变的归纳与讨论(I)——同素异构转变

分别从冷却和时效两个过程对钛合金的固态相变作一系统论述,指出,在冷却过程中,根据冷却速度的不同发生的主要相变有:β→α",β→α′,β→ω(althermal),β→α;时效过程中主要相变有β→β ω(isothermal)→β α,β→β β′→β α,β→α,α′→β α,α"→(β α′)→β α。并分析了这些相变的形成特点;最后就目前钛合金固态相变中易混淆的过渡相的关系进行了讨论。     

新型钛合金连续加热过程中的相变研究

采用热膨胀法和金相法研究了以5℃/min的加热速率连续加热某Ti-Al-Mo-Cr-Zr-Si系新型钛合金过程中的相变过程、组织演变规律以及α相→β相的转变速率。结果表明:该合金连续加热过程中,在280~505℃温度范围内,板条状α相逐渐长大,且含量逐渐增多,发生β→α相变;在505~610℃温度范围内,板条状α相变细、变短,发生由短程扩散控制的α→β相变,此阶段温度对α相→β相的转变速率影响不大;在610~930℃温度范围内,板条状α相含量明显减少,直至消失,发生由长程扩散控制的α→β相变,此阶段α相→β相的转变速率随着温度的升高明显加快,当温度达到900℃时,α相→β相的转变速率逐渐减缓。