TA6钛合金板材换向轧制工艺研究

通过设计两种换向轧制工艺,采用2 800 mm四辊可逆热轧机成功制备了满足GJB 2505A—2008标准要求的3.5 mm厚TA6钛合金薄板,并研究了轧制工艺对TA6钛合金板材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:采用这两种不同轧制工艺轧制TA6钛合金板材,当总变形量为72%时,板材内部均为混乱的魏氏组织,且组织均匀性差,纵横向抗拉强度差值大于50 MPa;随着变形量增大,组织不断细化,强度不断提高,当变形量达到89%以上时,与B工艺相比,采用A工艺得到的板材组织均匀性更好,且纵横向抗拉强度差值小于20 MPa。采用A工艺制备的TA6钛合金板材退火后为细小均匀的再结晶组织,且力学性能满足G...     

包覆叠轧TA7钛合金薄板的组织与力学性能

为了解决TA7钛合金板材冷加工困难的状况,对TA7钛合金薄板采用包覆叠轧工艺进行热轧直接成品轧制,可以有效简化工艺、降低成本。分析两种不同加工工艺下板材的组织、织构与性能。结果表明:采用包覆叠轧工艺可以使TA7钛合金板材获得较好的组织,具备较好的综合力学性能。     

制备工艺对TA7钛合金板材外观、力学性能和组织的影响

TA7钛合金可被用于制造飞机蒙皮、喷气发动机焊接轮环等中等强度的焊接结构件,但由于存在成形塑性差、易开裂、成品率低等问题,TA7钛合金板材的加工难度较大。为此,针对TA7钛合金板材的生产工艺进行了探索性实验,对比了3种不同制备工艺对TA7钛合金板材开裂情况、显微组织及力学性能的影响。结果表明:开坯轧制在低温区域进行,一火轧制后板材表面开裂明显,成品板材晶粒细小,但组织均匀性不高;开坯轧制在相变点附近的高温区域进行,一火轧制后板材开裂程度明显改善,成品板材晶粒有所长大,但组织均匀性依旧较差;开坯轧制在低温区域进行,且后期采用换向轧制得到的板材表现出最优的综合性能。此外,3种工艺制备的TA7钛合金成品板材的室温力学性能相差不大。     

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。     

大规格TC2钛合金包套叠轧薄板制备技术及组织性能研究

采用包套叠轧工艺生产出了宽幅大规格TC2钛合金薄板,研究了包套叠轧工艺对TC2钛合金薄板组织和力学性能的影响。结果表明:采用包覆叠轧在两相区轧制的大规格TC2合金薄板具有细小、均匀的等轴组织。采用交叉轧制的包覆叠轧可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配。它的纵、横向性能均匀一致,有利于后续板材加工成形。     

TA15钛合金环形锻件组织与性能的研究

本文对+β两相区成形的TA15钛合金环形锻件组织、性能进行了分析,结果表明TA15钛合金在两相区成形可得到均匀的等轴α+β转变组织并具有良好的综合力学性能,因此β相变点以下20℃～40℃是TA15钛合金较理想的锻造温度.     

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。     

激光快速成形TA15钛合金氩弧焊接头组织及力学性能

对激光快速成形TA15钛合金与轧制TA15钛合金薄板进行了氩弧焊接试验,观察分析了焊接接头各区域组织特征,测试了焊接接头各区域的显微硬度以及室温拉伸性能.结果表明,激光快速成形件与轧制薄板氩弧焊焊缝凝固组织是具有粗大片状α+β组织特征外延定向生长的柱状晶.轧制件对焊接热影响敏感性强,热影响区晶粒发生严重长大现象,激光成形件靠近焊缝热影响区晶粒转变为等轴晶,距焊缝较远的热影响区仍保持柱状晶.激光成形件热影响区硬度最高,焊缝区及轧制件热影响区的硬度最低.焊接接头抗拉强度低于母材,塑性与轧制件相当,断裂位置位于轧制件热影响区.     

振动时效对TA15钛合金厚板残余应力及力学性能的影响

采用频谱谐波振动时效设备,研究了振动时效对TA15钛合金厚板残余应力及力学性能的影响。结果表明：振动时效后TA15钛合金厚板表面残余应力减小近60%,且趋于均匀化,但拉伸、冲击、断裂韧性及疲劳性能基本没有变化。     

两种工艺制备的TA18钛合金棒材组织性能的比较研究

采用径向锻造和轧制两种工艺分别制备了Φ45 mm TA18钛合金棒材,研究了径向锻造和轧制工艺参数对棒材组织和性能的影响。结果表明,两种工艺路线制备的Φ45 mm棒材都具有良好的力学性能。轧制棒材退火后的α再结晶晶粒更为细小均匀。轧制棒材的抗拉强度、屈服强度和伸长率较径向锻造棒材高,且轧制棒材的R/2处和心部力学性能相差很小。     

激光熔化沉积快速成形TA15钛合金电子束焊接头力学性能与组织

为了进一步探索激光熔化沉积快速成形TA15钛合金的焊接性能,通过对激光熔化沉积快速成形钛合金之间以及与普通板材TA15钛合金电子束焊接的研究,获得了电子束焊接头力学性能与显微组织。结果表明:在力学性能方面,激光熔化沉积快速成形制造TA15接头力学性能优良,焊接系数大于0.9;在组织方面,激光熔化沉积快速成形TA15之间、激光熔化沉积快速成形和板材TA15之间焊缝中心的显微组织均为网篮组织,拉伸断裂呈韧性断裂特征。     

TA15钛合金大型整框模锻件组织控制及性能研究

锻件组织及其均匀性控制对于TA15钛合金大型整框锻件研制开发有着至关重要的意义.通过对TA15原材料组织改性锻造、合理的坯料外形设计和制造工艺、严格控制模锻生产工艺等措施对锻件的组织和均匀性进行了控制,并对锻造后的零件力学性能进行了深人研究.结果表明,锻件综合力学性能达到了产品设计要求.     

TC4钛合金热连轧棒材孔型改进

为了使φ15·5 mmTC4钛合金热连轧棒材组织更加均匀、晶粒更加细小、性能更加优异,优化设计了φ15·5 mm TC4钛合金热连轧预精轧棒材孔型,并对比分析了原孔型和优化孔型轧制的φ15·5 mm TC4钛合金棒材预精轧各道次的变形量、显微组织和力学性能。实验结果表明,优化设计的φ15·5 mm TC4钛合金热连轧预精轧棒材孔型中除预精轧2的道次变形量比原孔型低,其余各道次的变形量几乎都高于原孔型,而且都在20%以上;采用优化孔型轧制的φ15·5 mm TC4钛合金热连轧棒材显微组织中初生α相含量较原孔型轧制的初生α相含量增多,其分布更加均匀、细小;优化孔型轧制的棒材各项力学性能都优于原孔型轧制的棒材。     

TA15钛合金棒材的热连轧工艺

对TA15钛合金高温变形机制进行了Gleeble热模拟试验,并利用试验结果设计了在850～950 ℃范围,直径为20 mm 的TA15钛合金小规格棒材的新型热连轧生产工艺.试验结果表明:采用合适的热连轧工艺,TA15钛合金小规格棒材的组织和性能与传统的横列式轧制棒材的相当,均满足相应的技术要求.     

变形参数对TA15合金厚板显微组织及力学性能的影响

通过TA15合金厚板轧制的工艺研究,初步探讨变形温度和变形程度对其显微组织及性能的影响,为批量生产TA15钛合金大规格板材奠定基础。     

TA15钛合金超塑及扩散连接性能

TA15钛合金是一种近α型钛合金,具有较好的综合力学性能,最高使用温度可以达到500℃,在飞机和发动机结构中有着广阔的应用前景。通过研究TA15钛合金的超塑性和扩散连接特性,揭示了温度、压力、时间等工艺参数对TA15钛合金超塑成形伸长率和变形后的力学性能、扩散连接接头界面焊合率和微观组织的影响规律,获得了TA15钛合金最佳超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺参数及其典型结构SPF/DB制备工艺路线。通过制备典型结构件及对其组织和性能分析,验证了采用SPF/DB工艺制备TA15典型结构件的工艺可行性。     

轧制工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响

研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织分布均匀。两种不同轧制工艺生产的成品板性能均满足GB/T 3621标准要求,且多道次冷轧工艺生产的薄板表现出了优异的综合性能,其强度、塑性以及冷弯性能要明显优于热叠轧工艺。     

细晶TA15钛合金板材制备工艺及其超塑性研究

研究了β淬火和换向轧制对TA15钛合金板材显微组织和力学性能的影响,并对显微组织最为均匀细小的板材进行了超塑性能测试。结果表明,增加β淬火工艺,可以提高板材显微组织的均匀性,细化晶粒尺寸,提高板材的室温拉伸强度;采用换向轧制工艺,能够显著减小横纵向组织差异,提高组织均匀性,使板材横纵向性能差异减小;对同时采用β淬火和换向轧制工艺制备的板材进行超塑性拉伸试验,在850-920℃、0.001-0.01 s-1试验条件下,板材具有良好的超塑性能,且超塑性能对拉伸温度和拉伸应变速率均较为敏感。不同的应变速率下,温度对超塑性能的影响规律不同。     

热氢处理对TA15钛合金组织及性能的影响

采用真空气相热氢处理炉得到不同氢含量的TA15钛合金试样,利用扫描电镜、夏比冲击设备以及带传感器的机床等对不同氢含量的钛合金试样进行切削力获取及组织形貌观察,研究热氢处理过程中不同氢含量TA15钛合金试样的组织结构演变和力学性能规律。结果表明,TA15钛合金试样热氢处理后会出现不同程度的组织细化;热氢处理后的TA15钛合金试样的主切削力会随着氢含量的增加而增加,在氢含量为0.51%时,主切削力随着切削速度增加而减少,其他氢含量的TA15钛合金试样的主切削力随切削速度增加而先增加后减小;热氢处理后的TA15钛合金试样冲击吸收能量会随着氢含量的增加而降低。     

Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能

将二次真空自耗熔炼的Ti-55钛合金铸锭轧制成1.2mm厚的薄板,研究Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能。结果表明,显微组织均匀,晶粒极细的Ti-55钛合金超塑性板材,具有良好的室温拉伸性能和超塑性能。超塑性拉伸试验表明,在一定的变形温度范围(880～920℃)与变形速率(1.4×10~(-3)s~(-1))下,Ti-55钛合金板材超塑性伸长率可达到700%以上。