热变形参数对TA15合金片层组织球化过程的影响

通过轧制试验和OM、TEM观察研究了不同热变形参数对TA15合金片层组织球化过程的影响。结果表明:魏氏组织中α片层与β相薄层之间的变形不一致,随变形增加,能量聚集达到α相的晶界迁移和β相在片层α相内镶嵌所需变形激活能,即发生片层球化。变形温度为920℃时,α片内的位错在高温下更易发生动态回复,不利于片层α相的球化;变形温度为880℃时,TA15合金的显微组织球化率明显升高。     

热工艺参数对TC17合金静态球化动力学的影响

对TC17合金在820和860℃下进行等温锻造,随后在相同温度下进行热处理10 min~8 h,利用定量金相法研究变形量、热处理温度等工艺参数对片状α相静态球化的影响规律。结果表明:随着变形量的增加,在随后热处理过程中片状α相更容易发生晶界分离而形成球化组织,球化速率明显提高。温度影响扩散过程,对静态球化有促进作用,且在应变较低时影响更为明显。在球化率随热处理时间增大的同时,球化速率逐渐减小至常值,JMAK方程可以用来描述TC17合金静态球化的规律。     

TA15合金热挤压过程中晶界特征分布研究

采用EBSD方法研究了TA15合金热挤压成形过程中的晶界特征分布演化规律。TA15合金分别在850、925和960℃温度下进行单筋正向热挤压变形,变形速率分别采用0.3mm/s和0.1mm/s,压下量分别取80%、60%、40%。研究表明,原始组织α相特殊晶界比例为12.04%,变形后特殊晶界比原始状态均有所减小。在变形温度为925℃,特殊晶界比例最小,960℃变形后特殊晶界比例有所升高;850℃和960℃变形后特殊晶界以∑5,∑17a和∑27a为主,而925℃变形后特殊晶界类型分布比较分散。随变形量的增加,特殊晶界数量先减小,后又增加,到变形量为60%时达到极大值;变形量40%和60%产生的特殊晶界以∑5,∑17a和∑27a类型为主,当变形量达到80%时,特殊晶界类型变得极为分散。随应变速率的增加,特殊晶界的比重减小,而小角晶界的比重增加。     

热处理过程中Ti-5322钛合金片状组织的静态球化EI北大核心CSCD

本文采用不同热处理温度(760℃、800℃、840℃和880℃)和不同保温时间(10 min、30 min、60min和120 min)研究了热压缩后的Ti-5322钛合金片状组织的静态球化行为。结果表明:α相晶粒尺寸主要取决于热处理温度和保温时间,而与变形量、变形温度和应变速率关系不大。随着热处理温度升高和保温时间的延长,α相晶粒尺寸增大而α相的含量降低。静态球化分数随变形量、热处理温度和热处理时间的增加而增加,但对变形温度和应变速率的依赖性较小。另外,随着变形量、热处理温度和热处理时间的增加,静态球化分数的增速先增大后减小。Ti-5322钛合金组织粗化贯穿整个热处理过程,静态球化过程可以分为低温短时退火阶段和高温长时退火阶段;在前一个阶段,静态球化主要以边界分离的形式进行,而在后一个阶段,边界分离机理几乎消失,静态球化主要以末端迁移和奥斯瓦尔德熟化的形式进行。     

预变形TA15合金脉冲电处理球化行为研究

开展了预变形片层组织TA15合金电脉冲处理实验，对片层组织形貌及位错、界面结构进行表征，深入分析预变形片层组织TA15合金在脉冲电流作用下的微观组织演变机理。结果表明，电脉冲促进TA15合金中的原子扩散和缺陷反应，从而使片层组织发生电致静态球化；且随着电流密度增大和通电时间的延长，片层组织球化率增大，平均晶粒尺寸先增大后减小。α相球化前期由末端迁移机制控制，后期受晶界分离和Ostwald熟化控制，而β相球化的主要机制是晶界分离。电脉冲处理后球化α相的新生界面强化导致材料硬度最大提升26.41%。     

热变形对TA19闪光焊接接头组织均匀化的影响

为消除TA19闪光焊接接头的组织不均匀性,改善闪光焊接TA19的综合性能,利用Gleeble3500热模拟试验机对TA19闪光焊接头在变形温度900～980℃,变形量30%、60%,变形速率0.01～1 s~(-1)条件下进行等温恒定速率热压缩试验,以研究其组织在不同变形参数下的转变特征。结果表明,焊接接头试样在压缩过程中流变应力-应变曲线呈现动态软化趋势,在低变形速率条件下片状α相动态回复、动态再结晶过程充分发生,促进其宽度尺寸的增加,β相楔入导致片状α相断开。随变形量与变形温度的增加,在动态再结晶以及元素扩散作用下,片层α相等轴化比例逐渐提高。变形过程中有残留β相被破碎,部分转变为富Mo的颗粒分布在α相基体上。在随后的热处理过程,α基体上富Mo颗粒回溶到β相,β相长大完成对片层α相的分割,α相进一步通过静态再结晶完成等轴化。闪光焊接试样在980℃、变形速率0.01 s~(-1)、60%变形量下变形后,经930℃, 1 h+590℃, 4 h空冷的退火处理,可充分实现焊缝组织的等轴化转变,热处理后焊接接头组织以等轴组织为主,组织均匀性明显改善。     

新型Ti5321合金片层组织的热变形行为

为研究具有原始粗片层组织的Ti5321合金热压缩变形过程中流变应力、显微组织等随变形条件的变化,在Gleeble-2800型热模拟试验机上进行高温热压缩试验,试验温度790~850 ℃,应变速率为0.01~1 s-1,变形量为30%~70%。结果表明：Ti5321合金的软化机制与片层组织球化和动态再结晶有关,变形量和变形温度是影响合金片层组织球化及β再结晶的主要因素。同一变形温度和应变速率下,随着变形量的增大.会出现片层α相球化及β相再结晶现象。当应变速率和变形量相同时,低温变形主要发生的是片层α相球化行为,高温变形发生的是β相的再结晶。     

热变形对TA19闪光焊接组织均匀化的影响

为消除TA19闪光焊接接头的组织不均匀性，改善闪光焊接TA19的综合性能。利用Gleeble3500热模拟试验机对TA19闪光焊接头在变形温度900~980℃，变形量30%、60%，变形速率0.01~1s-1条件下进行等温恒定速率热压缩试验，以研究其组织在不同变形参数下的转变特征。实验结果表明，焊接接头试样在压缩过程中流变应力-应变曲线呈现动态软化趋势，在低变形速率条件下片状α相动态回复、动态再结晶过程充分发生，促进其宽度尺寸的增加，β相楔入导致片状α相断开。随变形量与变形温度的增加，在动态再结晶以及元素扩散作用下，片层α相等轴化比例逐渐提高。变形过程中有残留β相被破碎，部分转变为富Mo的颗粒分布在α相基体上。在随后的热处理过程，α基体上富Mo颗粒回溶到β相，β相长大完成对片层α相的分割，α相进一步通过静态再结晶完成等轴化。闪光焊接试样在980℃、变形速率0.01s-1、60%变形量下变形后，经930℃1h+590℃4h空冷的退火处理，可充分实现焊缝组织的等轴化转变，热处理后焊接接头组织以等轴组织为主，组织均匀性明显改善。     

变形量及热处理对TA7合金板材组织性能的影响

研究了TA7合金板材在不同热处理温度、不同变形量时的组织、力学性能的变化。结果表明:TA7合金在700~850℃随退火温度升高,强度明显降低,塑性上升;相同热处理温度下,TA7合金随变形量增加,再结晶程度增强,加强度降低,而塑性升高。     

片状组织TA15钛合金动态球化行为

利用热模拟试验机对片状TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变速率为10-3～1 s-1、真应变为0.22～0.92、变形温度为900 ℃和950 ℃时片状组织的动态球化行为.结果表明,真应变对动态球化有较大影响,真应变从0.22增加到0.92时,α相的球化率最大增幅为40%;900 ℃和950 ℃变形时α相的球化率差别不大;当应变速率为10-3～10-1 s-1时,降低应变速率能够显著提高片状α相的球化率,但当应变速率大于10-1 s-1后,球化率随应变速率的变化并不明显.TA15钛合金的真应力-真应变曲线均呈"应变软化"型,这种软化行为主要是由片状α相的动态球化和弯折引起的.     

TA15钛合金板材轧制变形中的球化行为

对原始组织为魏氏体的TA15合金进行了二火次轧制,研究了合金板材在不同轧制变形量时的球化行为及变形机理。结果表明:原始组织为片层状的TA15板材轧制过程中随变形量增加,球化程度增加。当总变形量达75%时,约10%~15%片层发生球化;当轧制总变形量达到90%时,全部片层组织球化。因此,通过大变形能大大提高球化率而减少片层厚度。     

热处理工艺对TA15钛合金棒材组织和性能的影响

研究了普通退火、β退火的单重热处理制度和强韧化的双重热处理制度对TA15钛合金棒材组织和性能的影响规律。结果表明,在普通退火温度范围内,合金组织形貌变化不大,均为等轴组织,合金的强度和冲击韧性随退火温度的升高而增加,塑性基本保持不变;β退火得到粗大的魏氏体组织,综合力学性能最差;在双重热处理过程中,第二重热处理温度主要影响片层α相的厚度,随着第二重热处理温度的升高,片层α相厚度增加,合金的强度降低,冲击韧性增加。当热处理制度为975℃×1 h/WQ+850℃×2h/AC时,合金组织由约24%的初生等轴α相、55%左右的网篮α相和β转变组织组成,此时合金具有良好的强韧性匹配。     

TC8M-1钛合金热变形与热处理性能初探

为探究TC8M-1钛合金的热加工特性与热处理特性,选择910℃时、5%,15%,30%,50%和70%形变量锻造锻坯,观测锻坯显微组织。并分别与890及930℃时、40%变形量的锻坯显微组织进行对比。另外,还进行了热处理工艺试验探索。结果表明:TC8M-1钛合金塑性优良,锻造温度区间较宽。910℃温度下一火次变形量可达70%,但变形量超过50%后将出现细晶区域。40%变形量、930℃温度下的组织初生α相出现球化;40%变形量、890℃温度下的组织初生α相保留塑性变形痕迹。为兼顾室温拉伸强度与450℃高温的持久强度,TC8M-1钛合金适宜的热处理制度为:930℃/2 h+空冷;590℃/1 h+空冷。     

热变形工艺对TA15合金室温组织和性能的影响

研究了热变形工艺参数对TA15合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,随变形量的增加,合金室温强度先降低后升高,断后伸长率则持续下降;增大变形速度会降低合金综合力学性能;950℃变形温度下合金具备优良的综合力学性能。显微组织分析发现,等轴的初生α相与基体上规则排列的次生α相使合金具备较高的强度与塑性;长条状的初生α相、球化的次生α相、片层的次生α相都会降低材料性能,实际锻造生产中应避免此类组织的出现。     

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.     

双态组织TA19钛合金高温变形过程中的微观组织演变机制

对具有双态组织的TA19钛合金进行热模拟压缩实验,采用扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射研究了合金变形后的微观组织,并研究了变形温度对合金等轴α相和片层α相演变的影响行为及其机制。结果表明:变形温度对合金的相含量、晶粒形貌、晶界取向差角、以及动态回复和动态再结晶行为都构成显著影响。变形温度较低时(820～860℃),片层α相比等轴α相的塑性变形量大,片层α相向弯曲状形貌转变,且内部发生了明显的动态回复和动态再结晶。变形温度较高时(900～940℃),片层α相在β相中重新析出,表现出平行排布的规则形貌,且晶界取向差角分布图在10°、60°和90°处出现明显的峰值。同时,较高的变形温度促进了等轴α相中的动态再结晶,从而使得大角度晶界增加,而位错密度降低。     

应变量对TC17钛合金高温性能及片状α相演变的影响

在两相区对TC17钛合金进行了变形量分别为0、20%、40%、60%、80%的等温变形,同一制度热处理(820℃×4 h/WQ+630℃×8 h/AC)后,测试了400℃拉伸性能,观察了显微组织,研究α+β两相区应变量对TC17钛合金高温拉伸性能和片状α相演变影响研究。结果表明:TC17钛合金在两相区经历不同的应变量变形和同一热处理后,组织演变的主要特征是片状α相球化,球化分数随应变量的提高而增加;400℃拉伸强度和塑性则随着应变量提高而提高;定量分析α相球化分数与400℃拉伸性能的关系发现两者之间符合线性关系,通过数据拟合建立了抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率与α相球化分数关系的数学表达式。     

α片层厚度对TA15合金动态球化行为的影响

分别以1020℃保温30min后空冷和炉冷得到的TA15合金为原材料,对其进行等温恒应变速率压缩试验,研究了温度800～950℃、应变速率0.001～1s-1、真应变0.51～1.20时,不同原始α片层厚度对TA15合金动态球化行为的影响。结果表明:真应力-真应变曲线均呈现出明显的流动软化,峰值应力和流动软化率对α片层厚度的依赖程度较小。当热变形参数相同时,细片状比粗片状组织更容易发生动态球化,这与其在试验范围内测得的变形激活能分别为597kJ/mol和650kJ/mol是一致的。TA15合金中片状α除了形成低和高角度界面及强烈的局部剪切带导致动态球化外,还有动态再结晶等其它方式。     

热加工工艺对医用TC20合金显微组织的影响

通过Gleeble-1500热模拟机对TC20合金的热压缩行为进行了研究。变形温度分别为:750、800、850、900℃;变形速率分别为:0.001、0.01、0.1、1.0 s-1;最大变形量为60%。结果表明:流变应力和微观组织受变形温度和应变速率影响显著;流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。随着应变速率的减小,微观组织中α相尺寸增大,所占的比例减少;随着变形温度的升高,初生α相逐渐粗化,并转变为β相,所占比例降低。按照变形行为和微观组织大小,合适的热加工区域温度是750～850℃,应变速率是0.01～0.1s-1。     

TC25G钛合金高温变形组织演变及强塑性研究

对比研究了网篮组织TC25G钛合金棒材在不同变形量下的组织演变及其550℃热暴露和蠕变性能变化。结果表明：随变形量的增加，合金热暴露后拉伸塑性逐渐增加，而高温抗蠕变性逐渐减弱，两种性能在变形量100%时达到良好匹配，均可满足工程应用要求。变形量的增加对应显微组织中片层α相的球化过程，在片层α相充分球化前，显微组织中多层级结构的界面强化效应使得合金具有良好的高温抗蠕变性；而α相充分球化后，等轴组织为主的显微组织使得合金具有较好的塑性。随变形量的增加，热暴露后拉伸断口韧窝尺寸逐渐变得细小均匀，且韧窝深度增加，表明合金热暴露后塑性提升。纳米显微硬度测试结果表明，合金中初生α相的显微硬度高于β转变组织，通过固溶温度调整合金中α相的含量和分布，可提升抗蠕变性，但其效果不及变形量的调控显著；为获得最佳的高温强塑性匹配，可通过控制片层α相球化程度来实现。