TA2管材织构及性能研究

对比研究了轧制与轧制加拉拔两种加工工艺制备TA2管材的显微组织、变形织构与再结晶织构、拉伸性能及扩口、压扁等工艺性能,同时分析了织构对管材力学性能及工艺性能的影响。结果表明:加工态轧制加拉拔管材和轧制管材均表现为径向织构和周向织构相结合的复合织构;退火态管材试样表现为径向织构。径向织构可以显著提高管材的力学性能,而对管材扩口、压扁性能影响不大。     

TA2合金管材的织构和承载性能研究

采用轧制与拉拔相结合和轧制两种方法制备TA2管材,并对其进行退火处理。研究TA2合金管材的组织结构、变形织构、力学性能和工艺性能。结果表明,两种成型方式都会形成径向织构和轴向织构共存的组织结构,退火能够使拉拔管件径向织构加强,提高管材的力学性能。     

冷轧Q值对TA34钛合金管材性能和织构的影响

采用X射线衍射法测定了TA34钛合金管材经不同Q值冷轧后的宏观形变织构和退火织构，分析了冷轧Q值对管材织构、工艺性能和室温力学性能的影响。结果表明：冷轧Q值对管材的塑性影响不大；冷轧TA34钛合金管材形变织构和退火织构的总体类型相同，均为轴向■织构；提高冷轧Q值会使完全再结晶退火后的TA34钛合金管坯产生周向织构，有助于提高成品管材的压扁工艺性能。     

Q值对Gr.9钛合金冷轧管材组织及性能的影响

通过调整冷轧过程中的工艺参数,研究了不同Q值对小规格Gr.9钛合金管材组织和力学性能的影响。结果表明:轧制Q值对管材组织及性能的影响较大,通过合理控制轧制Q值可获得综合性能良好的Gr.9管材。对于小规格Gr.9管材,Q值越大,晶粒破碎越充分、均匀,晶粒纤维化和取向性越明显,当Q值在1.86~2.62范围内时,冷轧态管材强、塑性较好,退火后晶粒尺寸较小;当Q值在1.86~2.24范围内时,管材扩口性能优越,Q值过大或过小均不利于小规格管材扩口。此外,Q值会影响冷加工过程中晶粒的均匀度及织构分布,可通过将Q值控制在1.54~2.46使得CSR在1.3~2.5范围内,从而得到综合性能良好的Gr.9钛...     

冷拔+中间退火2169N奥氏体不锈钢管材的织构与扩口性能

利用X射线衍射技术研究冷拔+中间退火2169N奥氏体不锈钢管材的织构转变,及其对管材扩口性能的影响。结果表明,2169N钢的层错能为27.7M·J/m2,属低层错能级别,变形方式为机械孪生。管材存在{113}121主织构组分、{111}uvw和{110}001次织构组分。{110}001织构为管材冷拔时产生,{110}001和{111}uvw织构为管材中间退火转变而成,{113}121织构为{110}112经111旋转约40°转变生成。管材{113}112主织构组分、{111}uvw和{110}001次织构组分均表现出较高的R值,不利于管材厚度方向塑性变形,影响扩口工艺性能。     

拉拔工艺对TA2管材织构及性能的影响

本实验成功将拉拔工艺应用于TA2管材的制备,同时应用不同锥角组合对TA2管材进行拉拔,对比了不同锥角组合对TA2管材的显微组织及再结晶织构的影响。结果表明:退火态拉拔管材表现为径向织构,且部分晶粒的(0002)基面法相同管材的宏观轴向(AD)平行;微观的晶粒取向对管材宏观的力学性能有重要影响。单道次拉拔工艺制备的TA2管材其晶粒取向同轧制工艺制备的TA2管材存在明显差异。     

不同Q值冷轧对TA18钛合金管材织构及力学性能的影响

研究不同Q值冷轧工艺对高强TA18钛合金管材织构及力学性能的影响。测试比较了两种工艺获得的管材的拉伸性能、CSR值和（0002）面极图、ODF截图。结果表明,冷轧加工TA18钛合金管材的Q〉1时,管材径向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材径向平行的织构,以径向织构为主的管材综合性能较好,可满足AMS标准要求;当冷轧加工TA18钛合金管材的Q〈1时,切向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材切向平行的织构,以切向织构为主的管材塑性较差,无法满足AMS标准要求。     

冷拔+中间退火2169N奥氏体不锈钢管材的织构与扩口性能

利用X射线衍射技术研究冷拔+中间退火2169N奥氏体不锈钢管材的织构转变,及其对管材扩口性能的影响。结果表明,2169N钢的层错能为27.7M·J/m2,属低层错能级别,变形方式为机械孪生。管材存在{113}<121>主织构组分、{111}和{110}<001>次织构组分。{110}<001>织构为管材冷拔时产生,{110}<001>和{111}织构为管材中间退火转变而成,{113}<121>织构为{110}<112>经<111>旋转约40°转变生成。管材{113}<112>主织构组分、{111}和{110}<001>次织构组分均表现出较高的R值,不利于管材厚度方向塑性变形,影响扩口工艺性能。     

TA2纯钛焊接管无缝化处理及焊缝组织和性能分析

以23 mm×0.7 mm的TA2纯钛焊接管为原料,研究了不同冷轧加工率对管材焊缝组织的影响,优选出冷加工率达到34%焊接管材,进行了后序的除油酸洗和真空退火处理。对比分析了经冷轧→除油酸洗→真空炉退火处理的焊接管与冷轧无缝管力学性能及工艺性能的差异。结果表明,TA2纯钛焊接管经过无缝化工艺处理后,焊缝粗大的铸态组织和过热的魏氏组织完全消除,为细小、均匀的等轴组织,与基体组织趋于一致;与冷轧无缝管相比,其抗拉强度、屈服强度、延伸率略高或相当;反向展平、扩口、压扁等工艺性能也无明显差异,有望取代冷轧无缝管。     

N04400冷轧管材组织与性能

对N04400合金钻孔管坯进行冷轧加工成管材,并进行了不同温度保温90min的真空退火处理,研究了加工态管材的组织与性能及退火温度对管材显微组织和力学性能的影响。结果表明,加工态时管材的显微组织沿轧制方向被拉长,抗拉强度为740MPa,屈服强度为695MPa,伸长率6.5%,屈强比为0.94;经600～650℃退火后,晶界更加清晰,显微组织仍为拉长的纤维状,强度较轧制态略有下降,伸长率稍有上升;700℃退火后,变形晶粒开始发生再结晶,抗拉和屈服强度急速下降,伸长率大幅上升;750℃退火后,组织发生了完全再结晶,力学性能变化缓慢。     

退火工艺对冷轧工业纯钛带卷各向异性的影响

力学性能各向异性是影响工业纯钛板带材成形性能的主要因素之一。为制备低各向异性工业纯钛带卷,采用室温拉伸试验和电子背散射衍射技术表征了经不同工艺退火后冷轧工业纯钛的力学性能、显微组织和织构,分析了退火工艺对工业纯钛带卷力学性能各向异性的影响规律。结果表明,退火温度固定时,延长退火时间,TA1钛带纵向屈服强度降低程度大于横向,导致其各向异性升高,而退火超过一定时间后其各向异性趋于稳定,700 ℃时钛带纵横向屈服强度差值的稳定值为82 MPa,610 ℃时的稳定值为58 MPa;退火时间固定时,在所研究温度范围内,退火温度越高,钛带各向异性越显著。织构分析表明,延长退火时间或/和升高退火温度,TA1钛带的棱锥织构增强、基面织构减弱,导致室温拉伸时纵横向{1010}<1120>柱面滑移的施密特因子差值增大,从而表现出更明显的力学性能各向异性。     

Influence of different rolling routes on mechanical anisotropy and formability of commercially pure titanium sheet

Influence of three different rolling routes on mechanical anisotropy and formability of commercially pure titanium sheet was investigated. Route A and Route B are unidirectional rolling (UR) where the rolling direction is along initial rolling direction (RD) and transverse direction (TD), respectively. Route C is cross rolling (CR) where the rolling direction is changed by 90° after each rolling pass. The microstructure and texture, tensile mechanical properties including strength and elongation, and also the anisotropy of the UR and CR sheets were investigated at room temperature. The XRD results indicate that the texture intensity of rolled samples gradually weakens from Route A to Route C. Compared with Route A and Route B rolled samples, the Route C rolled samples show a smaller planar anisotropy. The deep drawing tests reveal that cross rolling can avoid the occurrence of earing. Erichsen tests indicate that rolling routes have an effect on stretch formability of pure titanium sheet.     

刀具表面不同角度正弦型沟槽织构的数值模拟与实验研究

目的 分析刀具表面正弦型沟槽织构不同角度对接触表面摩擦学性能的影响。方法 利用激光加工设备在硬质合金表面加工出与垂直线成0°、30°、60°、90°的正弦型沟槽织构,并利用有限元软件FLUENT对不同角度正弦沟槽织构内的润滑液压力等参数进行仿真分析,同时将表面带有织构的硬质合金与钛合金球进行摩擦磨损实验,并通过扫描电镜观察摩擦实验后的表面。结果 硬质合金表面四种不同角度的正弦沟槽织构均能降低与钛合金对摩时的摩擦系数,且随着速度的增大,四种织构表面的摩擦系数均出现不同程度的减小,其中90°的正弦沟槽织构在摩擦实验中的减摩效果最为显著,滑动速度为20 mm/s时,摩擦系数相对于光滑表面减小了77%。通过系列摩擦磨损实验结果表明,正弦沟槽织构产生动压效应的数值模拟结果与减摩降磨实验结果基本一致,刀具表面不同角度正弦沟槽织构产生动压润滑效果的显著程度为90°>30°>0°>60°。结论 与钛合金对摩中,硬质合金表面沟槽织构的存在对降低摩擦系数和减少磨损量具有重要意义,尤其是90°正弦沟槽织构的存在可以大幅改善硬质合金表面的摩擦学特性,其主要作用机理在于及时有效补充接触表面间的润滑液,并产生持续的动压润滑效应,建立并形成连续的摩擦接触界面间油膜,起到减摩降磨的作用。     

镁合金织构与各向异性

介绍了镁合金变形及退火织构的组分与特点,论述了在挤压、轧制、等径角挤压等塑性变形及退火过程中镁合金织构的演变规律及形成机理,分析了织构与镁合金力学性能的基本关系,探讨了合金元素、变形温度、应变速度、外加应力及晶粒度等基本因素对镁合金织构特征与各向异性的影响.结果表明:织构对镁合金力学性能的影响,其实质是通过改变各滑移系特别是{0001}[1120]基面滑移系的Schmid因子、产生织构强化或软化而实现的.     

激光表面织构形状参数对钛合金摩擦学性能的影响

针对钛合金耐磨性差的问题,利用激光技术在TC4钛合金样品表面刻蚀出具有不同形状、间距和宽度(直径)的织构,基于CSM球盘式摩擦磨损试验机研究织构形状参数对钛合金在油润滑条件下摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察钛合金表面织构的微观形貌及磨痕形貌,利用白光干涉仪测试表面织构和磨痕的三维轮廓并通过计算得到磨损率。结果表明,网格型织构的摩擦因数比沟槽型和点阵型织构更小并且更稳定。织构的间距和宽度(直径)等形状参数显著影响钛合金的磨损性能。原始表面抛光钛合金样品磨损率高于表面织构处理后样品,原始钛合金样品的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损,而由于表面织构能起到收集磨屑,储存润滑油的作用,从而显著提升了钛合金的耐磨性。     

磨料条件下DLC复合微织构表面的磨损机理*

钛及其合金具有优良的性能被广泛应用于武器装备领域，但在磨料条件下易黏着、不耐磨的特性限制了其使用。为了提高钛在磨料作用下的减摩抗磨性能，以 TA2 钛为研究对象，使用激光加工技术在 TA2 样品表面上制备点阵微织构，然后采用磁控溅射技术在点阵微织构表面制备类金刚石碳（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜，形成 DLC 复合微织构；采用 MS-T3000 摩擦磨损试验机研究了 DLC 复合微织构表面在磨料作用下的摩擦磨损性能，并通过扫描电子显微镜、能谱分析、 拉曼测试、有限元分析等手段研究钛表面 DLC 复合微织构的摩擦磨损机理。结果显示 DLC 复合微织构表面可有效提高钛在磨料条件下的减摩抗磨性能，且同等条件下，点阵密度对 DLC 复合微织构样品表面摩擦因数的影响最大，单位面积点阵边缘密度值与样品表面磨损率有关，且二者基本呈正线性关系。揭示了 DLC 复合微织构在磨粒磨损条件下的摩擦磨损性能， 并从织构边缘的破坏提出磨损机理，研究结果可为钛在磨料磨损条件下的应用提供理论和设计依据。     

Effect of cold rolling on the structure and mechanical properties of sheets from commercial titanium

Changes in the microstructure and texture due to cold rolling of sheets from commercial titanium with initial coarse-grained and submicrocrystalline structures are studied. The submicrocrystalline structure is obtained in titanium by uniform severe plastic deformation. The permissible degrees of deformation for rolling of titanium with different grain sizes are determined. The microstructure and mechanical properties of sheets fabricated by rolling at room temperature are studied. Comparative analysis of properties of titanium specimens with submicrocrystalline structure obtained by different methods is performed.     

冷轧高纯铝箔初始织构对再结晶织构的影响

高压箔经过多道次冷轧后,形成类型复杂的织构。本试验应用X射线衍射仪测定铝箔织构,定量研究了冷轧高纯铝箔常见初始织构与再结晶织构的关系。结果表明,当初始织构为高含量的S织构{123}<634>、铜织构{112}<111>和约10%的立方织构{100}<001>,较少的旋转立方{001}<110>、黄铜织构{011}<211>时,再结晶退火后立方织构含量最高。由于S织构与立方织构存在40°<111>关系,在退火过程中有利于形成立方织构。     

锌金属织构的标准极图计算

纯锌金属或锌基合金在加工过程中通常形成织构并引起材料的各向异性,获得织构信息对金属材料加工与应用十分重要。利用锌单晶的晶体结构数据、吴氏网、极图与织构的定义建立了纯锌金属任意织构的标准极图的计算方法。绘制了金属锌常见织构的标准极图,为纯锌金属或锌基合金的织构表征标准化和智能化提供了理论支撑。