一种低成本钛合金相变点的测定方法

目的获得一种低成本钛合金Ti12LC准确的相变点。方法采用差热分析法和连续升温金相法,对钛合金的相变温度进行了测定。首先通过差热分析,初步确定了该钛合金相变温度范围,接着采用连续升温金相法,进一步精确分析钛合金的相变点。通过分析DSC曲线中的吸热、放热现象,对该合金的相变温度范围进行研究,再通过试样淬火后的金相分析,研究α相和β相的数量及分布。结果确定了Ti12LC钛合金的相变温度在880~890℃之间,而连续升温淬火金相法测得Ti12LC钛合金的相变温度为885℃。结论由于淬火温度间隔小,两种分析方法下,该相变温度的测定较为准确。     

测定TC4钛合金β相转变温度的金相法和差示扫描量热法的对比

以TC4钛合金为例,根据航空航天工业部发布的钛合金β相转变温度的测试标准,对比分析了金相法和差示扫描量热法测试钛合金β相转变温度结果的一致性及两种方法的优缺点。结果表明:两种方法得到的两组TC4钛合金β相转变温度的差值仅为7℃和1℃。可见两种方法测试TC4钛合金β相转变温度的结果较为一致,都可作为日常测试钛合金β相转变温度的方法。     

金相法测定锆锡和锆铌系锆合金的相变温度

采用金相法测定了锆锡系Zr4锆合金和锆铌系N36锆合金由α+β相转变为β相的相变温度T_(α+β→β)。结果表明:可以通过金相法测定锆合金的相变温度T_(α+β→β),在相变温度T_(α+β→β)附近淬火,通过观察试样α相含量的变化,确定α相未完全转变和完全转变的温度区间,相变温度T_(α+β→β)取该区间的下限值,热处理加热温度间隔建议选择为10℃;试验测得Zr4锆合金的T_(α+β→β)为970℃,N36锆合金的T_(α+β→β)为890℃。     

考虑相变的TC4钛合金流动应力研究

为完善TC4钛合金的塑性成形理论,必须建立准确的流动应力模型,而TC4钛合金的流动应力不仅与温度、应变速率和应变量相关,也受到βα+β相变的影响.本文通过等温实验和DSC实验研究了900℃时TC4钛合金的等温与连续冷却过程中的相变动力学,建立了相变动力学模型;通过Gleeble 3800热模拟机进行热压缩实验,根据实测的TC4钛合金在高温β区与低温α+β区的流动应力曲线,建立了流动应力模型;将相变动力学模型与流动应力模型结合,建立了考虑相变的流动应力模型;最后将TC4钛合金在900℃等温不同时间后进行压缩变形,对比实验得到的流动应力曲线与模型计算得到的流动应力曲线,验证了该模型的准确性.     

热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面组织和性能的影响

通过热处理试验、金相检验、扫描电镜观察、X射线衍射分析和硬度测试,分析了热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面的相组成、显微组织和硬度的影响。结果表明：随热处理温度由750℃升高至950℃,选择性激光熔化TC4钛合金板顶面和侧面的针状马氏体α′相不断减少;当热处理温度为850℃时,针状α′相完全转变为α+β相,当热处理温度(950℃)超过α相转变温度时,β相含量升高;钛合金板顶面基本没有柱状β相,形成了等轴状β相,其侧面仍存在柱状β相;钛合金板顶面和侧面的硬度随着温度的升高呈先减小后增大的趋势。     

Ti-Al-Cr两相钛合金的组织与性能研究

研制了一种Ti-Al-Cr两相钛合金.实验用合金采用真空自耗电弧熔炼,在α+β两相区锻造成60mm×60mm的方棒.用金相法测试合金相变点为(970±5)℃.为了解热处理制度对合金显微组织和力学性能的影响,合金经过4种工艺制度进行热处理.用金相显微镜观测了不同热处理制度下的组织特征,并测试其力学性能.研究结果表明,相变点以下固溶处理得到双态组织,随着同溶温度的升高,初生α相含量减少,合金强度升高,塑性呈下降趋势.β固溶处理后得到魏氏组织,合金强度和韧性匹配高于相同热处理条件TC4合金水平.     

热变形参数对TC21钛合金微观组织的影响

通过在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行的等温恒应变速率压缩试验和金相及透射分析,研究了变形温度和应变速率对TC21钛合金热变形后微观组织的影响.结果表明:变形温度和应变速率对TC21钛合金的变形组织有着显著的影响.在两相区,随着变形温度的升高,组织中初生α相含量减少,β相含量增加;在应变速率为0.01 s-1、变形温度为860和890 ℃时,初生α相发生了再结晶.随着应变速率的增加,马氏体条变窄,当应变速率较低时(0.01 s-1),组织中观察了再结晶晶粒.     

热处理对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金进行不同热处理工艺处理,并观察分析了不同工艺处理后TC4钛合金的金相显微组织。通过拉伸、示波冲击试验,分析研究了固溶处理和时效处理对TC4钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。结果表明,TC4钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成,具有片层状β相和小针丛状α相组织可获得较高综合性能。断口ESEM分析表明断裂特征为韧窝状穿晶韧性断裂。     

氢对TC21合金高温变形行为的影响

采用连续升温金相法研究了氢对TC21合金相变温度的影响,通过热模拟压缩实验,研究了氢对TC21合金高温变形行为的影响.结果表明:置氢可以显著降低TC21合金的相变温度,置氢0.7%(质量分数,下同)的TC21合金相变温度为810℃,与未置氢合金相比,降幅达145℃;同时,置氢还可以有效降低TC21合金的流变应力,并且温...     

TC18钛合金热压参数对流动应力与显微组织的影响

通过在700~950℃和应变速率0.001~50s-1条件下的热模拟实验,系统研究了TC18钛合金应变速率、变形温度对变形抗力和显微组织的影响。结果表明:提高变形温度或降低应变速率,可显著降低TC18合金变形过程中的真应力,与单相区相比,两相区变形抗力对温度的变化更为敏感。在α+β区变形时,α相和β相都参与变形,球状初生α沿形变方向略有拉长,β相沿金属流动方向形成纤维组织;β相变点以上温度变形时,β相沿金属流动方向呈纤维状分布,在950℃可以观察到再结晶的等轴β晶粒。     

杂质对新型β型钛合金显微组织及其硬度的影响

β型钛合金具有良好的强度、耐腐蚀性和优越的加工性能,尤其高强度和强耐腐蚀性在核电领域有着广泛应用,本文主要通过金相显微镜、扫描电镜、X-衍射和能谱等工具来分析杂质元素C、O等对β型Ti-Nb-Zr合金的组织和硬度影响。C、O等杂质使得合金在α相转变成β相的相变温度提高,扩大α相相区范围,均匀化热处理后将析出α相和微量脆性ω相,使合金的硬度提高,塑性降低,加工性能恶化。     

Cu-Zn-Al 形状记忆合金马氏体相变热力学

对不同成分的 Cu-Zn-Al 合金中无序α与β相的平衡温度 T_0~*,有序α′与β′相的平衡温度 T_0(母相为 L2_1有序结构)及各种有序母相所得 M_s 进行了系统的计算。用电阻法测试了直接淬火及分级淬火试样的相变温度。结果表明,当母相为 L2_1有序结构时,理论计算的 M_s 值与分级淬火试样 M_s 的实验值吻合。计算还证明,相对无序结构母相 B2或 DO_3有序化均引起 M_s 下降,前者使 M_s 下降更多。     

超塑性TC4钛合金板晶粒的金相显示方法

超塑性TC4钛合金板中的α相晶粒,在尺寸比较细小时,采用常规的侵蚀剂不能有效显示其晶界。试验结果表明:分别采用阳极氧化镀膜法和化学沉积法,在TC4钛合金板金相试样抛光表面沉积一层透光薄膜,透过薄膜上光的干涉效应产生的组织间衬度可以真实、完整、清晰地显示α相晶粒形貌。并运用此方法得到了满足超塑性要求的TC4钛合金板晶粒尺寸金相图谱。     

Fe对β基Co-Ni-Al合金马氏体相变和磁性转变的影响

利用金相和SEM显微组织分析技术,示差扫描量热法(DSC)和振动磁力计(VSM)考察了Fe元素对Co38Ni33Al29和Co72-xNixAl28合金马氏体相变和铁磁性转变的影响。研究发现对于1623K×2h淬火的Co38-xNi33Al29Fex合金,最初的2%Fe使Curie点提高了15K,但随着Fe含量提高,Curie点增加速度提高,在8%Fe范围内平均每1%Fe元素使Curie点大约提高20K。用2%Fe元素代替Co72-xNixAl28合金中同等含量的Co元素时,1623K×2h淬火后Curie点升高20~30K,马氏体相变温度降低150~170K;1523K×12h淬火后Curie点升高30~70K,马氏体相变温度降低50~130K。在β基Co-Ni-Al合金基础上,用Fe元素代替Co元素提高Curie点,降低马氏体相变温度,但扩大了Tc>Tm的CoNiAlFe铁磁性形状记忆合金的成分范围,使其向富Ni低Co、Al方向移动。用平均s+d电子浓度解释了马氏体相变温度和Curie点的变化。     

电子束成形TC18钛合金晶体取向规律研究

采用电子束熔丝成形工艺制备TC18钛合金试件,研究了其柱状晶组织的生长和晶体取向的分布规律。结果表明,用电子束熔丝成形工艺制备的TC18钛合金,其宏观金相组织为沿竖直方向生长的粗大柱状晶,以外延生长的方式从熔池底部长大。受成形过程中特殊传热条件的影响,电子束熔丝成形钛合金组织中的TC18钛合金晶体形成特定方向的择优取向,α、β两相晶体取向分布都有明显的规律。在成形组织外延生长的情况下,β相向α相晶体结构的转变具有继承性。其中大多数β晶粒有001方向的强丝织构,柱状晶间β相的宏观取向也有明显的特征,分布方向集中为TD、LD及法面ND。β→α转变严格遵循Burgers取向关系,由同一个母相β晶粒内析出的片层α/α满足Burgers取向关系所要求的取向差分布,柱状晶内的α主要有6种取向,β→α转变过程有较强的变体选择。     

Ti-4．4A1—3．8Mo合金的亚稳相变及其对硬度的影响

对锻态Ti-4．4Al-3．8Mo合金分别进行了β单相区和α＋β两相区（相变点之下45℃）淬火处理,研究了亚稳相变对硬度的影响．结果表明,β单相区淬火处理的样品硬度比α＋β两相区处理的样品高约10％．β单相区淬火后的相组成为全α’马氏体,自910℃的α＋β两相区淬火后的相组成为等轴初生α相＋α’马氏体＋α″马氏体．硬度出现差异的主要原因是后者中存在硬度较低的初生α相和α″马氏体．本文修正了Ti—β稳定元素二元系亚稳相图（示意图）,指出在α＋α’和α＋α″相区之间存在α＋α’＋α″相区,并使用修正后的相图解释了Ti-4．4Al-3．8Mo合金的相组成与硬度的关系．     

β型钛合金相变温度的新型金相测试方法

根据钛合金的相变理论,建立了β型钛合金材料相变温度的新测试方法。首先对合金试样进行预热处理,在理论相变温度以上30～50℃保温40min炉冷至650℃后空冷。然后按照GB/T 23605-2009测试相变温度,晶界板条α体积分数小于1%和等于0%的温度区间即为β型钛合金相变温度区间。TC18,TB6,TB3,TB8钛合金相变温度的测试结果表明该方法切实可行,弥补了标准测试法方法的不足。     

固溶处理对TC11钛合金棒材组织和性能的影响

通过场发射扫描电镜及拉伸性能测试,研究了TC11钛合金棒材3种固溶处理时间和2种固溶方式对显微组织及力学性能的影响。结果表明:TC11钛合金在经过3 h的固溶后,组织中局部的亚稳定β晶体位相发生偏转,β转变组织中的次生α相变的粗大,经过后续时效后的β转变基体发生更为充分的分解和析出,在片层的β边界出现连续的更细小的次生α相。由于固溶时间延长,发生了过固溶,析出的次生相逐渐细小,导致裂纹扩展阻力降低,引起屈服强度的降低,分开各1 h的固溶时效性能低于连续2 h的固溶时效性能。     

未置氢及置氢TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其成形后的显微组织与显微维氏硬度

目的 解决TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形困难的难题。方法 利用置氢处理改善TC21钛合金的冷镦成形性能,利用电子万能材料试验机对未置氢和置氢TC21钛合金六角头螺栓进行冷镦成形,利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜和显微维氏硬度计等设备对未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度进行分析。结果 在冷镦成形过程中,置氢TC21钛合金六角头螺栓未出现缺陷,而未置氢TC21钛合金六角头螺栓则出现了裂纹。未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的头部均呈现出“一字双岔状变形带”,在未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓头部变形带的分岔处出现了裂纹。与未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓相比,置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织发生了显著变化。在置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓中,α相和β相的光学对比度与未置氢合金的相反,α相含量减少,β相含量增加,β相成为合金的主要相,并发现了较多的位错。置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均低于未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度。结论 置氢处理有利于TC21钛合金六角头螺栓的冷镦成形。     

TC21钛合金不同变形条件下的显微组织研究

在国内率先完成了新型八元系高强韧钛合金TC21的热模拟压缩变形实验,研究了TC21合金在β相区、(α β)相区及相变点Tβ共8个温度点及0.01～50s-1等5个应变速率值条件下的单向热加工变形特性,重点对加工态金相组织、尤其是0.01s-1和50s-1条件下的组织进行了研究,结果发现,在试样的不同部位存在变形组织的不均匀现象,该合金在不同温度区域变形时分别发生重结晶和动态再结晶.重结晶导致晶粒粗化(约100～200μm),而动态再结晶致使晶粒细化(最小在1～2μm以下).