新型TC21钛合金相变行为和相组成研究

采用X射线衍射(XRD)对TC21钛合金β热处理后,经不同冷却速率冷却及双重退火后的相结构进行了分析,并用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对显微组织和相的形貌特征进行了观察研究.结果得出,TC21钛合金在β处理时经炉冷和水冷后,合金由α和β两相组成.空冷状态下,合金主相为α+β,并有少量Nb3Si相析出.实验证明,冷却速率主要影响α和β相含量的比例,相的组成基本不受冷却速率的影响.合金经970.,30min,空冷+600℃,4h退火后,仍由α相和β相组成,没有发现新的析出相,但观察到转变β相中存在次生析出的细小针状α相.     

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。     

TC16钛合金不同退火制度的显微组织研究

对TC16钛合金棒材各种退火制度下的显微组织进行了X射线及显微组织分析.结果表明:不同温度、保温时间及冷却条件下退火后的合金均由α + β两相组成.α + β两相区退火时,组织为片状α和等轴α分布在β基体上.随退火温度升高,α相等轴化程度提高,α晶粒尺寸明显增大;随退火保温时间延长,等轴α含量增加且晶粒尺寸增大;空冷条件下,组织中片状α和等轴α更细小.β单相区退火时,组织为粗大的β晶粒内分布着不同取向α片域,α片间为β中间层,原始β晶粒的晶界为α.     

TC6钛合金带阻尼台叶片等温模锻件研制

研究了等温锻造及热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,研究结果表明,锻坯加热温度的提高会导致合金中的α相含量减少,延长保温时间对合金中α相含量影响较小;在相变点温度以下45～65℃加热保温并经适当程度的等温锻造变形后,合金中a相含量可以保持在30％以上,并具有良好的力学性能;进行热处理时,冷却速率和热处理温度对合金性能有较大影响;经合适的双重退火处理后,合金具有良好的组织和综合性能.     

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。     

退火处理对激光沉积制造TC4钛合金组织及力学性能影响EI北大核心CSCD

以TC4球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TC4钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了退火处理对激光沉积制造TC4显微组织及力学性能的影响。结果表明:试样经α+β两相区退火处理后,显微组织为网篮组织,经β单相区退火后,组织转变为魏氏组织;退火试样力学性能仍存在各向异性:Z向试样强度较低,塑性较好,而XY向试样强度高,塑性较差,退火温度对试样的各向异性具有明显影响;XY向试样拉伸性能存在较明显的分散性;α+β两相区退火处理后两个方向上均为韧性断裂,β单相区退火处理后试样强度与塑性大幅下降,且XY向试样为脆性断裂。     

退火温度对TC4钛合金热轧板材的显微组织、织构和力学性能影响

对用电子束冷床炉(EB炉)熔炼的TC4钛合金热轧板材进行三火轧制变形,研究了退火温度对其显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明：TC4钛合金的原始轧态组织为双态组织,由初生α相和β转变组织构成。退火后等轴α相的含量提高,次生α相的含量降低并趋于球化,组织的等轴化程度提高,在900℃退火后合金的显微组织转变为等轴组织。随着退火温度的提高α相晶粒的偏聚方向发生了变化,织构类型由初始的B型织构转变为B型织构与T型织构的混合织构类型,最终再转变为B型织构。在800℃退火后α晶粒的择优取向最弱,其织构类型为B型织构和T型织构组成的混合织构,较强织构的成分为：φ2=0°截面,■;φ2=30°截面,■。对材料进行室温和高温(400℃)拉伸实验,可得到TC4钛合金强度及塑性与退火温度间的关系：退火温度的提高使合金的抗拉强度提高、屈服强度降低、改善了塑性,合金屈强比的降低使其可靠性提高。     

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.     

锻造工艺对TA5钛合金组织和性能的影响

着重研究了TA5钛合金锻造工艺对组织与性能的影响.采用二次真空熔炼熔铸的α/α+β转变温度为990～1 000℃的TA5钛合金,在β相区开坯,经多火次中间锻造后,对其最后一火次的锻造,改变锻造温度和变形量共8种工艺方案进行实验,考察锻造温度和变形率对组织和性能的影响.结果表明:①最后一火次在970℃(α相区)锻造变形,得到的组织为等轴α组织,在1 020℃(β相区)变形得到的组织以粗大的片状α组织为主;②锻造变形率对TA5钛合金的拉伸性能影响不明显;③锻造温度对冲击韧性aK影响较大,成品锻造在β相区变形的aK值均高于α相区的水平.     

不同热处理条件下Ti-6Al-4V-0.1B合金的组织和性能

研究了不同热处理条件下两相区轧制的Ti-6Al-4V-0.1B合金棒材的组织和性能。研究结果表明,α+β相区热处理后获得等轴组织或双态组织,随着热处理温度的升高,初生α相含量降低;β相区热处理后获得魏氏组织,原始β晶粒及α集束的尺寸随着热处理温度的升高而增大。在拉伸变形时,魏氏组织的强度高于双态组织,但塑性明显低于后者。900℃/1 h,AC+540℃/8 h,AC和1 080℃/1 h,AC+540℃/8 h,AC处理之后获得等轴组织和魏氏组织,具有该组织类型合金最佳的强度和塑性匹配,在拉伸载荷的作用下,TiB相与基体之间存在很好的结合力,TiB相在拉伸过程中传递载荷。     

Superplasticity and microstructure of TC21 titanium alloy during thermomechanical treatment

Abstract

As rolled TC21 titanium alloy was subjected to isothermal constant strain rate tensile tests using an electronic tensile testing machine. After tensile deformation, the alloys were subjected to double annealing. Superplastic behaviour and microstructure evolution were systematically investigated. Experimental results show that as rolled TC21 alloy exhibits good superplasticity at temperatures ranging from 870 to 930°C and strain rates ranging from 3×10^?4 to 3×10^?2 s^?1. A maximum elongation of 373·3% was obtained at 910°C and 3×10^?4 s^?1. In addition, the alloy microstructure comprises α and β phases during plastic deformation. The primary α-grains aggregate and merge to form new crystal grains with irregular grain boundaries because of dynamic recrystallisation. Furthermore, the primary α phase content gradually decreases with increasing temperature. The resulting microstructure after deformation and double annealing is a duplex microstructure comprising a primary equiaxed α phase and a β-transformed lamellar structure. The acicular α phase transformed from the β phase is mutually interlaced as a basketweave structure after deformation at 930°C and double annealing.     

TC11钛合金盘模锻过程微观组织的数值模拟

通过热力模拟压缩试验和定量金相组织测试数据,运用BP神经网络方法建立TC11钛合金等轴组织两相区变形的流变应力模型和α相组织演变模型.将所建立的流变应力模型和α相组织演变模型集成到MARC有限元分析软件中,实现TC11钛合金等轴组织两相区变形-传热-微观组织演变的多场耦合模拟技术.采用该技术模拟预测TC11钛合金盘模锻后的α相晶粒尺寸,实验验证结果表明预测误差在10%以内.     

Ti-31合金微观结构的TEM研究

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究了Ｔｉ－３１合金微观结构。结果表明，锻件在８００℃退火缓冷条件下，合金组织存在α、α２、β及富Ｎｉ呈片状的α／β界面相；８００℃退火空冷时，其基本组织为α＋β相和界面相；相成分分析结果还表明，Ｎｉ、Ｍｏ只分布在β相和界面相中，α相中Ａｌ、Ｚｒ含量比β相中的相对高很多，造成α相Ａｌ当量高，可在α相中析出α２相。     

热处理对TC4-DT钛合金组织性能的影响

研究了Ф300mm的TC4-DT钛合金几种热处理工艺参数对显微组织和室温性能的影响。研究表明α＋β区锻造Ф300mm的棒材晶粒较大,低倍呈现模糊晶,局部区域有明显的清晰晶,表明大规格棒材锻造均匀性较差。大规格的棒材＋双重退火热处理后,拉伸性能和断裂韧性均能达到Rm≥825MPa,RP0.2≥750MPa,A（纵向）≥8％,Z≥15％;KIC（T—L）≥90MPa·m1/2,具有良好的强度塑性匹配性能。α＋β相区锻造的Ф300mm棒材经965℃／1h Ac十550℃／6h AC和940℃／1h AC＋570℃／6h AC处理后,疲劳裂纹扩展速率在△K=11MPa·m1/2时,分别达到2．833036×10^-6mm／cycle和7．294209×10^-6mm／cyele。     

Effect of temperature on deformation behavior and microstructures of TC11 titanium alloy

The isothermal compression deformation behavior of TC11 titanium alloy with beta microstructure was studied between 750 °C and 1100 °C under the strain rate ranging from 0.001 s⁻¹ to 10 s⁻¹ by THERMECMASTOR-Z simulator. In addition, the effect of temperature on microstructure was observed using optical microscope. The results showed that the temperature greatly affected the flow stress and microstructure of TC11 titanium alloy cooled from beta phase region in air. During hot deformation of TC11 titanium alloy, the steady state flow characteristic was observed at higher temperature or lower strain rate. In the α + β phase region, spheroidization fraction of α lamellar decreased with increasing temperature, while in near-β and β phase regions, dynamic recrystallization fraction increased with increasing temperature in all strain rates except at the strain rate of 0.001 s⁻¹.     

BT22钛合金及其大型锻件的研究进展

综述了国内外BT22合金及其改型合金的应用现状,归纳介绍了BT22合金的锻造加工及热处理工艺.结果表明,BT22合金在两相区低于β_转15～50℃的温度范围内多火次锻造,每火次变形量不低于60%.通过严格控制变形速率和终锻温度可制备出组织均匀、晶粒细小的锻件,经两阶段整体热处理后可获得强度、塑性和韧性的最佳匹配.针对我国的研究现状指出了BT22合金大型锻件制备方面亟待解决的问题和未来研究发展的方向.     

热处理对TC6钛合金组织和力学性能的影响

本文对比研究了四种典型的热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,并且详细研究了等温退火对TC6钛合金组织和性能的影响。结果表明：冷却速度的提高,合金组织形貌没明显的改变,但亚稳相的比例升高,有析出强化;等温退火中加热温度的提高,a晶粒有明显的粗化现象。普通退火、等温退火、双重退火、固溶时效四种热处理方式的常温和高温强度依次增高而塑性降低;对于等温退火,经920℃／1．5h,FC＋620℃／2h,AC热处理,TC6钛合金可以获得较好的综合力学性能。     

退火工艺对H62黄铜显微组织与力学性能的影响

采用不同的加热温度和冷却方法对H62黄铜进行退火工艺试验,对退火处理后H62黄铜的显微组织、硬度及抗拉强度进行了分析。结果表明:在600~750℃退火温度范围内,H62黄铜出炉后直接空冷得到的显微组织均为α+β相,且随着退火加热温度的升高,显微组织中的β相逐渐增多,材料的硬度和抗拉强度逐渐升高,且抗拉强度均高于技术要求;H62黄铜经650℃退火保温后先随炉缓冷至500℃再出炉空冷,可得到单一均匀的α相组织,材料的硬度和抗拉强度均最低,且抗拉强度满足技术要求。