基于响应面法的Ti2AlNb基合金工艺参数优化研究

本文采用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti2AlNb基合金进行了变形温度为650-850℃、应变速率0.001-1s-1的压缩实验,研究其热变形行为,获得Ti2AlNb基合金最优工艺参数范围。首先分析Ti2AlNb基合金的流变应力曲线,并计算热变形激活能Q、lnZ和功率耗散因子η,从而建立以热变形激活能Q、lnZ和功率耗散因子η的二阶响应面模型,再通过多目标可视化优化得出Ti2AlNb基合金优化后的最佳区域,并结合微观组织图验证。结果表明Ti2AlNb基合金随变形温度升高和应变速率减小流变应力随之减少;建立的响应面模型具有较高精度,可以用于工艺参数的优化与分析;多目标可视化优化结果得出Ti2AlNb基合金优化后的最佳区域是变形温度750-850℃、应变速率0.01-0.03s-1。     

激光增材制造Ti_2AlNb基合金的组织与性能

利用激光增材制造技术,分别在扫描速率为3、4、5 mm/s的条件下制备出Ti-22Al-25Nb合金薄壁试样,分析了3组试样的相组成、显微组织和力学性能。结果表明,激光增材制造Ti-22Al-25Nb合金显微组织由B2、O和α2相组成,随着扫描速率的增加,合金析出相体积分数和基体B2相平均晶粒尺寸呈现出减小趋势,合金室温、高温抗拉强度逐渐升高。扫描速率为5 mm/s时,所沉积材料的室温和750℃高温的抗拉强度最高,分别为1053 MPa和665 MPa;析出相体积分数和B2相平均晶粒尺寸最小,分别为72.52%和156μm。     

W替代对Ti2AlNb基合金电子结构与性能的影响

利用固体与分子经验电子理论计算了Ti2AlNb基合金中外来原子W的不同占位比引起基体电子结构的变化，分析了价电子结构参数nA，σ和P的变化及描述原子状态的特征参数nT，nc,n的变化，讨论了W存不同占位比情况下的价电子结构对合金性能的影响。     

高密度脉冲电流处理对Ti2AlNb基合金板材的增塑作用

为了优化Ti-22Al-27Nb基合金板材的塑性,研究了高密度脉冲电流(Jmax=6.80～7.09 kA/mm2,tp=110 μs)处理对Ti-22Al-27Nb合金板材力学性能和组织的影响.应用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的微观组织和形貌变化,应用单向拉伸试验对不同状态试样的力学性能进行了测试.结果表明,高密度脉冲电流处理能够细化Ti-22Al-27Nb合金板材的晶粒,促进塑性的提高.具有细小而均匀显微组织的试样表现出最好的塑性,其伸长率可达到19.4％.对晶粒细化的机制进行了分析,相变过程中形核率的加快和极短的脉冲电流处理时间是晶粒细化的主要原因.     

Ti2AlNb基合金的计算机模拟研究进展

简述了目前金属和合金计算机模拟研究中采用的相图计算技术，第一原理方法和埋入原子势方法，并给出了这些方法应用于Ti2AlNb基合金研究中所取得的一些成果。     

Ta对Ti_2AlNb基合金微观组织和高温性能的影响

对Ti Al Nb Ta系列合金的组织结构、高温拉伸力学性能进行了研究。结果表明 ,合金中Ta替代部分Nb ,提高了合金的 β/B2转变点温度 ,有利于细化合金的微观组织结构 ;随着Ta含量增加 ,Ti2 AlNb基合金在650℃的屈服强度增加。     

保温时间对Ti2AlNb基合金高温拉伸强度的影响

高温拉伸试验标准仅规定保温时间下限,对保温时间上限没有提及.以Ti2AlNb基合金650℃高温拉伸试验为例,证明保温时间对拉伸强度结果有影响,提出对于这种高温拉伸试验过程出现保温时间效应的特殊材料,标准应明确规定各应变速率下的保温时间范围,保证不同检验部门试验结果的一致性和可对比性.     

应用加工图理论研究Ti2AlNb基合金的高温变形特性

基于动态材料模型（DMM），建立了Ti2AlNb基合金（Ti-22Al-25Nb）在温度94012-1060℃，应变速率0．001s^-1-10s^-1范围内的加工图，并利用该图分析了合金的高温变形特性。结果发现：在温度94012～97012，应变速率0．4s^-1～10s^-1和温度970℃—1060℃，应变速率1s^-1～10s^-1范围为流动失稳区，前者范围内主要发生绝热剪切变形和45°角剪切开裂，功率耗散率达到最小值；后者区域内以局部塑性流动和纵向开裂为主，功率耗散率小于33％。热加工图的其余部分为塑性加工的“安全区”，主要发生再结晶。在温度94012～970℃，应变速率0．001s^-1-0．4s^-1范围，以α2／O相板条球化为主；在温度970℃～1030℃，应变速率0．001s^-1～1S^-1范围，功率耗散率为35％-45％，呈现连续再结晶特征。在温度1030℃～1060℃。麻蛮谏率0．001s^-1-0.1s^-1范围。功率耗散率为45％～66％。达最大值,发生连续再结晶晶粒长大。     

Ti2AlNb基合金表面渗铬层结构及其摩擦学性能

采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti2AlNb基合金进行表面渗Cr处理,结果表明：经过离子渗铬处理后可获得约25μm的表面合金层;渗层中Cr含量随渗层深度呈梯度变化,且由于原子扩散能力的差异,在渗层的不同区域形成不同相,结合XRD和XPS分析技术,证实表层以含Cr2Nb的Laves相和Al8Cr5相为主;渗层硬度值由外层的HV0.11 125逐渐过渡到基体的HV0.1400左右;渗Cr处理后合金室温摩擦因数由原来的0.24降低到0.15,由于硬质Cr2Nb和Al8Cr5相起到支撑载荷的作用,降低粘着磨损,室温磨损率降低60%以上;高温条件下由于氧化和摩擦磨损的共同作用,摩擦因数变化不大,磨损率降低20%。     

基于BP神经网络的Ti3Al基合金本构关系模型的建立

应用THERMECMASTER-Z型热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,在变形温度为950～1350℃、应变速率为0.001～10s-1、最大真应变为1.2下获得流动应力数据。采用流动应力数据,并基于BP神经网络方法,建立了该合金的高温本构关系模型。结果表明,BP神经网络建立的高温本构关系模型具有很高的预测精度,可用于指导Ti3Al基合金热变形过程的有限元模拟和热加工工艺的制定,为本构关系模型的建立提供了一种准确有效的方法。     

Ti2AlNb基合金(B2+O)相区多向锻造微观组织研究

通过多向锻造工艺制备Ti2AlNb基合金(B2+O)相区内800℃不同变形道次的试样,水冷冷却后切取中心部位样品,利用电子背散射衍射和X射线衍射技术,分析多向锻造道次对Ti2AlNb钛合金组织演变的影响。结果表明,Ti2AlNb基合金经(B2+O)相区多向锻造变形后获得显著细化的等轴组织,但随着变形道次增加,晶粒尺寸快速降低后趋于平稳,同时变形促进小角度晶界向大角度晶界发生转化;变形后合金相组成主要为B2+O,以及部分残留ɑ₂相,相比初始组织ɑ₂相减少、O相增多;变形后微观应变和位错密度大幅增加,在动态回复作用下,随着锻造道次增加,微观应变增幅逐渐减小,位错密度略有减小。     

激光立体成形Ti2A1Nb基合金组织演化

利用SEM、XRD和TEM研究了激光立体成形(LSF,lasersolid forming)Ti2A1Nb基合金的组织演化规律。结果表明:激光立体成形Ti2A1Nb基合金沉积态组织由B2/β0相(ordered-bcc)和O相(orthorhombic)组成。沉积态的相组成及微观结构从成形试样顶部→中部→底部呈现从B2/β0固溶体→B2/β0+O魏氏体→B2/β0固溶体的变化,进而使得激光沉积态Ti2A1Nb基合金中间部位的显微硬度值最大,顶部与底部相当。合金显微硬度随激光功率的增大而增大。     

基于BP神经网络的Ti2448合金高温变形研究

利用Gleeble 3500热模拟试验机,对Ti2248合金的试样进行压缩试验,获得了不同变形温度、应变速率和真应变下的流动应力数据.根据实验数据和神经网络理论,建立BP神经网络.结果表明,该BP神经网络模型具有很高预测精度,误差均在5％以内,可很好预测Ti2448合金在高温变形过程中不同参数对流变应力的影响.     

基于小波神经网络PID控制的主动夹具铣削颤振研究

为了抑制铣削过程中产生的颤振,提高铣削加工过程中零部件表面质量.设计了小波神经网络PID控制方法,并对控制效果进行仿真.采用时域数值法对动态铣削过程中离散时间进行求解,利用小波神经网络PID控制方法对铣削过程进行控制.通过仿真和实验对铣削金属表面粗糙度进行测量,并且与增量式PID控制系统进行比较和分析.结果显示,采用增...     

扫描速率对激光增材制造Ti2AlNb基合金组织性能的影响

利用激光增材制造技术,分别在扫描速率为3、4、5 mm/s的条件下制备出Ti-22Al-25Nb合金薄壁试样,分析了3组试样的相组成、显微组织和力学性能。结果表明,激光增材制造Ti-22Al-25Nb合金显微组织由B2、O和α2相组成,随着扫描速率的增加,合金析出相体积分数和基体B2相平均晶粒尺寸呈现出减小趋势,合金室温、高温抗拉强度逐渐升高。扫描速率为5 mm/s时,所沉积材料的室温和750 ℃高温的抗拉强度最高,分别为1053 MPa和665 MPa;析出相体积分数和B2相平均晶粒尺寸最小,分别为72.52%和156 μm。     

基于BP神经网络Ti600合金本构关系模型的建立

运用Gleeble-1500热模拟机对Ti600合金的圆柱试样进行等温压缩变形试验,以试验所得数据（变形温度800~1100 ℃,应变速率0.01~10 s-1）为基础,基于BP神经网络方法建立了该合金的高温本构关系模型。结果表明：BP神经网络本构关系模型具有很高的预测精度,可以很好地描述Ti600合金在高温变形时各热力学参数之间高度非线性的复杂关系,为本构关系模型的建立提供了一种更加准确有效的方法。     

基于BP神经网络对Ti_2AlC/TiAl复合材料快速热处理工艺性能的预报

利用BP人工神经网络将Ti2AlC/TiAl复合材料的快速热处理工艺参数（热处理温度,B的含量）-性能（显微硬度、弯曲强度）,建立起关系网络模型。并通过BP神经网络,预测了Ti2AlC/TiAl复合材料在加入B元素和未加B元素的情况下的性能变化。研究表明：所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系,并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能。加入B元素的Ti2AlC/TiAl复合材料的性能明显高于未加入B元素的。