TC4-DT钛合金电子束焊接接头的拉伸性能

用电子束焊接50 mm厚TC4-DT钛合金板,对母材、焊缝金属和焊接接头的拉伸性能进行测试,获得了母材和焊缝金属的基本拉伸性能数据,分析了电子束焊接接头显微组织对拉伸性能的影响.结果表明,电子束焊接使TC4-DT钛合金焊缝金属强度增加,塑性和韧性降低,应变硬化能力增强.焊接接头拉伸试验的断裂位置均在离焊缝边缘较远的母材上,母材为整个接头的薄弱环节.母材和焊缝金属拉伸断口均表现出延性韧窝断裂特征.与母材金属相比,焊缝金属拉伸性能的变化与电子束焊接过程中冷却速度快、在焊缝区形成了粗大β柱状晶及针状马氏体有关.     

CT20钛合金20K下的应变行为与组织关系分析

研究了一种新型近α钛合金CT20在两种不同热处理制度下的组织结构及低温拉伸性能。结果表明：合金经热处理后，在具有足够的室温拉伸塑性的同时，低温（20K）下拉伸塑性较高（δ=14％），符合低温下使用要求。低温下粗大的片状组织比等轴组织具有更高的拉伸延性，且合金的变形是由孪生变形和滑移变形共同作用的结果。当合金具有不同组织时，孪生和滑移变形的贡献不同。     

温度对热轧退火态TC4钛合金型材拉伸行为的影响

基于单向拉伸试验,研究了变形温度对TC4钛合金型材力学性能、微观组织和断口形貌的影响规律。结果表明:当拉伸速率1 mm/min时,随着温度的升高,TC4钛合金抗拉强度降低,由室温时的940 MPa降低至820℃时的183 MPa,降幅为80.5%。TC4钛合金的微观组织随温度的升高由魏氏组织向等轴组织转变,β相的体积分数从室温的15.4%增加到820℃的35.3%。试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后变为韧性断裂。     

基于ANN的TA15钛合金TIG焊接头拉伸性能模型建立

近α型钛合金TAI5具有较好的综合力学性能，在飞机结构中有广阔的应用前景。针对TAI5钛合金进行了系统的TIG焊试验，并进行了焊接接头拉伸性能测试。在此基础上，基于人工神经网络（ANN）原理对影响TAI5钛合金TIG焊接头拉伸性能的主要参数进行了选取，确定ANN的输入和输出参数，建立了TAI5钛合金TIG焊接头拉伸性能ANN模型并对模型进行了优化及误差分析。结果表明，最终建立的拉伸性能模型能很好地适用于TAI5钛合金TIG焊接头拉伸性能的模拟，优于传统回归方法。     

TC4钛合金激光焊接头显微组织及断口分析

利用光学显微镜观察了TC4钛合金激光焊接头的显微组织,借助扫描电子显微镜对母材及接头拉伸断口进行了分析。结果表明:靠近熔合线处焊缝晶粒为粗大的柱状晶,晶内组织为针状马氏体α′;焊缝中心晶粒为粗大的等轴晶,晶内组织以小块状α+β、大块状α、层片状魏氏组织和α′为主;近焊缝热影响区组织为α+α′的"筐篮"状组织;过渡区组织由高温β转变形成的α相+少量针状α′+原始(α+β)构成;近母材热影响区组织由高温β转变形成的α相和原始(α+β)构成;母材拉伸断裂形式属于延性断裂,接头拉伸断裂形式属于脆性断裂,具有解理断裂的特征。     

锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响

针对TC31钛合金高筋薄腹板锻件,在α+β相区进行不同温度下的锻造试验,获得了不同锻造温度下的TC31钛合金强度和显微组织形貌,结果表明:TC31钛合金在T_β-50℃到T_β-20℃温度区加热锻造得到的显微组织均为α+β双态组织,拉伸性能满足技术条件要求,其中在T_β-35℃拉伸性能最优。     

热处理对TC19钛合金β晶粒尺寸和拉伸性能的影响

以TC19钛合金棒材为研究对象,研究了该合金在β相区的晶粒长大特征和机制,并分析了其对拉伸性能的影响规律。结果表明,在975～1 005℃,TC19钛合金的β晶粒长大规律可用Beck方程描述,其在975、990、1 005℃的晶粒长大动力学指数分别为0.517、0.521、0.536。利用Arrhenius公式计算得到TC19钛合金β晶粒长大的表观激活能Q为226.9 kJ/mol。拉伸实验结果表明,TC19钛合金的室温强度对原始β晶粒尺寸不敏感,其断口形貌为典型的准解理断裂。     

铸态和热处理态Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr合金微观组织和力学性能

采用真空感应熔炼炉将成分为Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr（质量分数）的α＋β钛合金在石墨模具中浇铸成棒材。铸态棒材在700°C下热锻后,通过两种不同的热处理后,分别得到细小和粗大的层片状结构。结果表明：铸态组织的晶粒尺寸约为660μm,而锻造后样品具有细小的晶粒尺寸,约为50μm。在1050°C热处理后的α＋β钛合金具有细小的层片状结构,得到最佳的硬度、拉伸性能和耐磨性。在800°C热处理后的α＋β钛合金具有粗大的层片状结构,具有最大的抗压强度。具有细小层片状结构的热处理态α＋β钛合金的磨损率较小,而铸态α＋β钛合金由于具有粗大和不均匀的微观组织,因此磨损率较大。     

钛及钛合金的焊接

工业纯钛及α钛合金的焊接组织在常温下是单相,根据冷却速度的不同,生成锯齿状或针状组织。各种机械性能与基材相比没有大的变化,焊接性能良好。α β钛合金在从β相冷却的过程中,形成马氏体(α'相),α'相的数量和性质按合金组成和冷却速度而变化。一般情况下,随α'相的增加,合金的延性、韧性降低。即使是焊接性良好的Ti-6Al-4V,当β稳定元素含量大于3%或含钒5%以上时,焊接性能下降。β钛合金的马氏体生成温度低于室温,焊缝处是亚稳β相,所以焊接性不怎么劣化。但因合金元素添加量多,往往缺乏延性。另外,时效和冷加工使合金…     

β21s钛合金板材热处理工艺研究

采用金相观察、拉伸试验等方法研究了固溶及时效制度对β21s钛合金板材显微组织及力学性能的影响。结果表明,β21s钛合金在815~845℃温度范围内固溶后,室温拉伸时合金具有较高的塑性和适中的强度,且随着固溶温度的升高,强度降低、塑性升高;时效处理后合金具有很高的强度及较好的塑性,且随着时效温度的升高,合金强度降低、塑性升高。     

淬火温度对TC16钛合金显微组织及变形行为的影响

采用XRD,SEM和TEM研究了TC16钛合金在700-900℃固溶后淬火的显微组织和相组成,以及淬火温度对拉伸性能的影响.结果表明,在700和750℃淬火,TC16钛合金由初生α相、亚稳β相和微量ω相组成;随着淬火温度的升高,合金出现了β→α″的马氏体相变;从β单相区淬火,合金由α″马氏体组成.拉伸实验表明,拉伸过程...     

合金组元对可应变—转变的β钛合金性能影响

已经知道某些钛合金塑性应变时,介稳β相具有转变成马氏体的倾向,利用这一特点可使合金延性得到明显的提高。这种应变—转变行为便是某些钛合金的特点。工业牌号β-Ⅲ钛合金现已得到实际应用,该合金在应变时易于产生马氏体转变,但最近的研究提出,这个合金的变形生成物主要是孪晶。介稳定β合     

Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯热处理工艺研究

为选择一种Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺,采用感应加热处理,氩气保护热处理和真空热处理3种退火工艺进行实验。对经3种热处理后的试样用金相显微镜观察微观组织,用X射线衍射和透射电镜进行物相分析。对3种试样进行了力学性能测试。用扫描电镜对拉伸断口的形貌进行观察分析。对比3种退火工艺试样的力学性能和显微组织得出,感应退火试样的组织均匀,晶粒细小,拉伸断口布满韧窝,显示延性断裂。XRD和TEM分析表明,合金为bcc结构的β单相组织。相应试样的抗拉强度达802.5 MPa,延伸率为15.25%,断面收缩率为41%,综合力学性能比其它2种工艺试样优越。因此,确定790℃,3min AC感应退火为Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺。     

热处理对航空用TC4钛合金薄板力学性能影响研究

研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α＋β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α＋β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。     

缺口对TC21钛合金全片层组织拉伸性能的影响

研究了缺口对具有全片层组织的TC21钛合金的拉伸性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察分析了其显微组织和断口形貌特征,计算出了不同退火状态下TC21合金的缺口敏感性系数,并建立TC21钛合金显微组织-缺口拉伸性能的定量关系。结果表明:缺口半径对全片层组织的TC21钛合金的拉伸强度和塑性有显著的影响;随缺口半径的增大,合金拉伸强度逐渐下降,塑性也降低,没有出现"缺口强化"效应;随退火温度增加,全片层组织的TC21钛合金的缺口敏感性减小;缺口对TC21合金的微观断裂机制影响不大,主要为准解理和延性断裂两种混合断裂机制,但随着缺口半径增加,合金断口的宏观特征脆性倾向越明显。     

退火与淬火态钛合金中β相体积分数的近似计算

基于钛合金的基本组成相α与β的晶体结构特点及原子配位关系，定义了能够判断退火与淬火态钛合金中β稳定元素稳定能力的退火临界晶胞系数Ckt^M和淬火临界晶胞系数Ckz^M．在不同热处理条件下，β稳定元素稳定能力不同，这与其原子外层电子结构状态及原子分数xat^M有关，即Ckt^M与Ckz^M愈大，β稳定元素M的稳定能力愈强，∑xat^M，∑Ckt^M，∑Ckx^M愈大，钛合金室温组织中β相的体积分数愈多．在Ckt^M，Ckz^M及xat^M计算的基础上，给出了近似计算了退火态、淬火态钛合金室温组织中α与β相体积分数的方法，计算值与实验值基本符合．     

三重热处理对TC21合金超塑性变形后组织的影响

对TC21钛合金进行超塑性拉伸和三重热处理试验,研究了三重热处理对TC21钛合金超塑性拉伸后组织的影响。结果表明,TC21钛合金在超塑性变形过程中发生明显的动态再结晶,α相含量随着变形温度的升高而减少,并发生α→β转变;TC21钛合金超塑性变形后经β相区固溶第一重热处理获得单相β组织,随后在(α+β)相区进行一次高温时效和一次低温时效,使细小针状α相在β基体中析出,得到网篮组织。针状α相含量随着变形温度和第二重温度的升高而增多,α晶粒长大并相互交织,网篮组织编织明显。     

轧制对汽车用钛合金组织和力学性能的影响

研究了轧制后的钛合金,分析了轧制对钛合金的物相、微观组织、洛氏硬度和拉伸强度的影响。结果表明,轧制后的钛合金出现了六方马氏体α'相和β相。且轧制后试样出现了典型的加工态组织,纵向有明显的轧制流线。轧制后钛合金的洛氏硬度没有明显的变化,均维持在420 HRC左右。拉伸强度提高到1150~1250 MPa。     

热处理对高弹高强高韧钛合金性能的影响

研究了高弹高强高韧钛合金热处理与性能的关系.结果表明热处理后的组织对高弹高强高韧钛合金有显著的影响.双态组织结构具有高的拉伸性能和低的韧性,β转变组织有良好的断裂韧性.合金通过β三重热处理可获得强度高、塑性好和韧性高的综合性能.β三重热处理时,固溶处理的冷却速度影响合金的性能.合金的弹性模量与合金成分和热处理有关.     

TC4钛合金窄间隙激光填绞股焊丝焊接接头组织及性能

采用实心绞股焊丝,通过窄间隙激光填丝焊对TC4钛合金进行焊接,分析了激光填丝焊接头各区域的微观组织及形貌,并测试了焊接接头的显微硬度、室温拉伸性能及冲击性能等力学性能。结果表明,焊缝截面整体成形良好,无明显未熔合和气孔等缺陷;母材由等轴α+β相组成,热影响区晶粒比母材稍大,热影响区由针状α′马氏体+初生α相组成,焊缝由粗大的原始β柱状晶和内部网篮状α′马氏体组成;焊接接头的抗拉强度平均值达940 MPa,拉伸断裂在母材,断口韧窝较浅,主要表现为韧性断裂特征;焊缝的显微硬度平均值为375 HV,高于母材及热影响区。 创新点： 采用高熔敷效率的绞股焊丝作为填充金属,对 20 mm 厚 TC4 钛合金板进行激光填丝焊,探究了厚板钛合金焊接接头的组织与性能分布规律,为厚板钛合金焊接结构的实际应用提供基础数据支撑。