TA15ELI显微组织及损伤容限性能研究

采用一火β区热轧和一火两相区上部温度热轧获得了片状组织的TA15ELI钛合金厚板，通过两相区900℃、930℃、950℃和β区980℃退火热处理进一步调整合金显微组织和损伤容限性能，测定了不同热处理状态下合金的显微组织特征参数和室温拉伸性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率，分析了显微组织对损伤容限性能的影响关系。研究发现：两相区退火，随着退火温度的升高，TA15ELI钛合金组织中初始β晶粒尺寸和α集束尺寸基本不变，α片平均厚度有所增加，合金强度和塑性均有所下降，da／dN降低，KIC提高；合金在β区980℃退火较两相区退火具有更好的损伤容限性能和综合性能。     

TA15钛合金中板组织与力学性能研究

采用一次换向+四火次轧制、二次换向+四火次轧制和一次换向+三火次大变形轧制3种工艺制备了厚度10.0mm的TA15钛合金中板，研究了轧制工艺对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：3种TA15钛合金中板显微组织均为α+β两相区加工组织，但采用二次换向+四火次轧制的样品B显微组织中初生α相尺寸最为细小、等轴化程度最高；3种TA15钛合金板材室温和高温力学性能均符合GJB 2505A—2008标准要求，但采用一次换向+三火次大变形轧制的样品C室温和500℃高温抗拉强度横纵向差异最小，500℃高温持久性能最佳。     

退火温度对激光熔化沉积TA15钛合金组织和性能的影响

采用激光熔化沉积工艺制备TA15钛合金棒材和板材.利用OM、SEM和TEM等方法研究退火温度对棒材组织和板材性能的影响.结果表明:激光熔化沉积TA15钛合金β晶粒具有十分优异的高温稳定性,在β相区长期退火,其β晶粒尺寸几乎无变化.激光熔化沉积成形态为典型的层片状β转变组织.在两相区上部退火,形成特殊的"双态"组织,初生α呈规则长条块状,其体积分数随退火温度的升高而降低.在β相区退火获得细层片状组织.在α β两相区退火,随温度的升高,强度有下降趋势,塑性显著下降.     

TA19钛合金大规格棒材的组织和性能研究

通过选择合理的锻造工艺对规格为准200 mm/准250 mm×长度≥2000 mm的TA19钛合金大规格棒材进行了研究,并分析测试了棒材的组织和性能。结果表明:通过β相区和近β相区多火次反复的镦拔,提高了TA19棒材组织均匀性,细化了晶粒;在α+β相区采用较高温度(低于β相变点30℃)锻造成形,获得了初生α比例(20%~25%)较佳的双态组织,得到了综合性能良好的大规格棒材。TA19两种规格的成品棒材室温和高温抗拉强度分别为1050、700MPa,屈服强度分别为950、560 MPa,均高出标准约15%,且伸长率、高温持久和高温蠕变性能均满足协议标准要求。     

复合形变热处理对TA15近α钛合金组织和性能的影响

研究等温变形的条件下形变热处理对TA15近α型钛合金显微组织细化的效果。结果表明，复合形变热处理可明显细化TA15钛合金的显微组织，并在一定程度上改善TA15钛合金的综合力学性能。单相区的高温形变热处理可细化β晶粒并获得细针状马氏体α’和亚稳态的β相，两相区较低温度的形变热处理，可进一步细化由α’马氏体和亚稳β相分解而来的细针状α＋β相。经过复合形变热处理，TA15钛合金的室温性能和高温性能均有所提高，其中高温持久性能提高幅度较大，但是室温伸长率稍有下降。复合形变热处理是细化钛合金显微组织和提高力学性能的有效途径。     

轧制工艺对TA15钛合金薄板组织及力学性能的影响

研究了不同轧制工艺对TA15钛合金薄板显微组织和力学性能的影响。结果表明,经均匀化处理在α+β相区换向包覆叠轧轧制后可以获得晶粒尺寸均匀细小、力学性能均匀的TA15钛合金薄板。     

激光沉积TA15钛合金退火处理工艺及网篮组织变形机制研究

以TA15钛合金球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TA15钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了α+β两相区退火处理对TA15钛合金室温拉伸性能和显微组织的影响,并对网篮组织在拉伸过程中的变形机制进行讨论。结果表明：经α+β两相区不同温度退火后,显微组织为网篮组织或近网篮组织,退火温度对α相的形貌尺寸具有明显影响;退火后力学性能仍表现出方向上的各向异性：沉积方向上强度较低,塑性较好,而垂直沉积方向上强度高,塑性较差;粗大的层间区组织滑移变形具有“开路”作用,而柱状晶晶界对α相的滑移产生一种“固定”作用;显微硬度值随退火温度升高变化不大,显微硬度值受α相含量影响;网篮组织中的α片层组织在应力的作用下由原来近似正交方向逐渐向近似平行于应力方向变形,α片层组织的交错排列导致滑移变形时互相产生阻力;α+β两相区退火处理后的两种方向上断口形貌相似,断裂方式相同,均为韧性断裂。     

扫描方式和退火热处理对激光快速成形TA15钛合金组织与性能的影响

分别采用单向扫描和编织扫描方式,激光快速成形了两个TA15钛合金厚壁零件,研究了扫描方式、退火热处理对TA15钛合金组织和拉伸力学性能的影响。结果表明,激光快速成形TA15钛合金具有良好的金相组织热稳定性。编织扫描方式可显著细化TA15钛合金的金相组织,与单向扫描方式制备的TA15钛合金相比,编织扫描方式制备的TA15钛合金具有更高的力学性能。两种扫描方式制备的TA15钛合金,其沉积态和热处理态的拉伸性能具有各向异性,经940℃/1 h/AC热处理后,两种扫描方式制备的TA15钛合金沿水平方向和垂直方向的拉伸力学性能均超过TA15钛合金退火锻件的力学性能标准。     

钛合金α＋β/β转变温度测定的金相法与差热分析法对比研究

以α型钛合金TA7、α+β型两相钛合金TC4及近β型钛合金Ti-1023为例,对比研究了金相法和差热分析法测定钛合金α+β/β相转变温度的一致性问题.结果表明:α型钛合金TA7发生相变时,DSC曲线上产生1个明显的吸热峰,其涉及的温度范围约60℃,当定义DSC曲线的一阶导数的峰值为相变温度时,所测得的相变温度与金相法的很接近;α+β型两相钛合金TC4和近β型钛合金Ti-1023发生相变时,DSC曲线仅表现为基线偏移,涉及的温度范围10～15℃,由DSC曲线一阶导数峰值定义的相变温度与金相法符合得很好.     

激光沉积TA15钛合金退火处理工艺及网篮组织变形机制

以TA15钛合金球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TA15钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了α+β两相区退火处理对TA15钛合金室温拉伸性能和显微组织的影响,并对网篮组织在拉伸过程中的变形机制进行讨论。结果表明:经α+β两相区不同温度退火后,显微组织为网篮组织或近网篮组织,退火温度对α相的形貌尺寸具有明显影响;退火后力学性能仍表现出方向上的各向异性:沉积方向上强度较低、塑性较好,而垂直沉积方向上强度高、塑性较差;粗大的层带区组织滑移变形具有"开路"作用,而柱状晶晶界对α相的滑移产生一种"固定"作用;显微硬度值随退火温度升高变化不大,显微硬度值受α相含量影响;网篮组织中的α片层组织在应力的作用下由原来近似正交方向逐渐向近似平行于应力方向变形,α片层组织的交错排列导致滑移变形时互相产生阻力;α+β两相区退火处理后的2种方向上断口形貌相似,断裂方式相同,均为韧性断裂。