锻造工艺对TC11饼材显微组织和性能的影响

采用3 t锤及1250 t压力机两种不同设备及自由锻工艺制取了TC11钛合金饼材,并分别测试了其室温和高温力学性能及超声波杂波水平。研究结果表明:两种锻造工艺所制得的TC11钛合金饼材性能均符合要求,组织均为等轴α+片状α的双态组织或长条α+片状α组织,但后者晶粒较细且组织均匀性较好;在1250 t压力机上生产的TC11钛合金饼材室温和高温抗拉强度分别比3 t锤上生产的分别高出50和20 MPa左右,屈服强度高20 MPa左右,而伸长率、断面收缩率基本持平;在1250 t压力机上生产的TC11钛合金饼材比3 t锤上生产的饼材超声波杂波水平低3 d B。因此在1250 t压力机上生产的饼材性能比在3 t锤上生产的饼材性能更加优越。     

Ti6242S钛合金盘形锻件锻造及热处理工艺研究

采用260 mm钛合金棒材,以锤锻和压机锻造的方式试制了Ti6242S饼坯和盘形锻件,研究了锻造及热处理工艺对显微组织、力学性能以及超声检测杂波水平的影响。结果表明:压机锻出的饼坯组织和性能更优;随着固溶温度的升高,锻件初生α相减少,杂波降低;经制坯、压机锻造、热处理,锻件可获得较优的组织和性能。     

锻造温度对Ti6246合金饼坯组织和力学性能的影响

对Φ200 mm×80 mm Ti6246合金棒坯在985℃（β锻造）、935℃（近β锻造）、900℃（α＋β锻造）3种温度下进行锻饼试验,考察锻造温度对饼坯显微组织和力学性能的影响。结果表明：采用β锻造工艺,获得的显微组织为片层状α相＋β转变组织;采用近β锻造工艺,可获得由球形α相＋片层状α相＋β转变组织构成的“三态组织”;采用α＋β锻造工艺,可获得与原始组织相同的球状α相＋β转变组织,但锻造后球状α相含量减少。随着锻造温度降低,Ti6246合金饼坯的室温和高温抗拉强度及屈服强度呈现先降低再升高的趋势,伸长率无显著变化;高温蠕变性能无明显变化趋势;427℃下热暴露100 h后,室温抗拉强度和屈服强度呈现先升高再降低的趋势,塑性指标无显著变化。     

熔炼方法和锻造温度对TC4锻饼组织性能的影响

熔炼方法、锻造温度对TC4锻饼的抗拉强度、延伸率和低倍组织影响的测试表明,采用合理的熔炼方法、锻造工艺,可以获得显微组织均匀的等轴组织,保证TC4锻饼很好地满足GJB391-87的要求.     

效合金锻压工艺研究

以前,抚顺钢厂生产钛合金饼材、环坯、大棒均在3吨或5吨蒸汽锤上锻造,组织和性能虽然合格,但不够稳定.为了提高产品质量,保证数量,从80年代中期开始采用从西德引进的“L700P7型”7吨真空自耗炉熔炼φ508mm铸锭,在由西德DEMAG公司制造的200t自由快速锻造液压机,即简称2000t快锻机上生产.主要产品:TC11/饼材>φ300mm×60mm ;环坯>     

锻造工艺对TA15钛合金扁坯组织和力学性能的影响

采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。     

TC11钛合金等温锻造工艺参数优化

本文研究了等温锻造温度和变形程度对TC11合金饼坯室温拉伸性能的影响。对性能指标进行了回归分析,得出了性能指标与工艺参数间的回归方程;作出了指标与工艺参数间的等高线图。优选出了最佳工艺方案。     

利用成分不良的TC4钛合金铸锭制备合格板材的工艺研究

为了充分利用某批因添加回收料较多而造成O含量较高或不均匀的TC4钛合金铸锭,以该批铸锭为研究对象,研究了不同锻造工艺对锻坯组织及成品板材力学性能的影响。结果表明：经三火次锻造获得的7 mm厚热轧板材的力学性能不稳定且有较多不合格;经六火次锻造可获得以等轴和短棒状α相为主的双态组织,轧制后得到的4.5mm厚成品板材的伸长率可达12.5%~19%,且强度较高;经四火次锻造可获得以长条状α相为主的组织,轧制后得到的4.5 mm厚成品板材性能合格,伸长率为12.5%~17%。综合分析知,通过四火次锻造加三火轧制可得到组织均匀、性能稳定的TC4钛合金成品板材,实现对O含量较高或波动较大的TC4钛合金铸锭的应用,且生产成本较低。     

125MW汽轮机焊接转子饼坯件锻造工艺的研究

本文根据125MW汽轮机焊接转子的结构特点及检测验收条件,分析了常规锻造工艺所存在的不足及产生废品的原因。通过模拟试验,研究了镦粗对钢锭孔洞闭合规律的影响,及镦粗对材料力学性能的影响等,提出了不经镦粗生产饼类件的锻违工艺。应用上、下V型砧,采用30％大压下量拔长下料的方法,生产了5套125MW汽轮机焊接转子锻件。经超声波、力学性能等检验,5套转子的共30个锻件全部符合技术条件的要求。用该工艺生产的125MW汽轮机焊接转子用饼坯件,质量可靠。该工艺节省水压机台时及能源,便于组织生产,可以在其他饼类件中推广应用。     

锻造工艺对TA7ELI钛合金饼材组织和力学性能的影响

研究了不同锻造工艺对TA7ELI钛合金饼材组织和性能的影响。结果表明,使用始锻温度950～980℃的试验工艺可得到等轴组织的饼材,力学性能满足GJB 2058-94标准要求,但饼材不同位置组织存在差异。使用始锻温度1030～1040℃的试验工艺没有能够得到理想的网篮组织的饼材,且伸长率不合格,工艺需要改进,不合格的原因是:饼材成形过程变形不均匀而造成组织不均匀;TA7ELI钛合金的网篮组织不易控制,其与始锻温度、终锻温度、变形量有很大关系。     

Recent advances in micro-alloyed wrought magnesium alloys: Theory and design

Micro-alloying design of wrought magnesium (Mg) alloys is an important strategy to achieve high mechanical properties at a low cost. In the last two decades, significant progress has been made from both theory and experiment. In the present review, we try to summarize recent advances in micro-alloying design of wrought Mg alloys from both theoretical and pragmatic perspectives, and provide fundamental data required for establishing the relationship between chemical composition and mechanical properties of Mg alloys. We start with theoretical attempts for understanding the mechanical properties of Mg alloys at different scales, by involving first principle calculations, molecular dynamics, cellular automata, and crystal plasticity. Then, the role of alloying elements is discussed for a series of promising Mg alloys such as Mg-Al, Mg-Zn, Mg-RE (rare-earth element), Mg-Sn, and Mg-Ca families. Potential challenges in the micro-alloying design of Mg alloys are highlighted at the end. The review is expected to provide helpful guidance for the intelligent design of novel wrought Mg alloys and inspire more innovative ideas in this field.     

脉冲电流冲击处理对TC11钛合金组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和显微硬度计等研究了脉冲电流冲击处理(EST)对TC11钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同脉冲数对TC11钛合金微观组织中α相的比例、β转变组织的板条尺寸和残余压应力大小影响明显,随EST脉冲数的提升,α相含量及板条状β转变组织中次生α相含量呈现先增加后减少的趋势。经最佳工艺参数(900 A、50 Hz、25个脉冲)脉冲电流冲击处理后,TC11钛合金中α相细小均匀,β转变组织板条长度、厚度和间距较处理前试样分别减小了51.9%、58.0%和36.8%,此时合金力学性能提升最为明显:伸长率提高了12.7%,显微硬度增加了4.7%,残余压应力增加48.4%。     

退火工艺对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响

采用显微组织观察和力学性能测试等方法研究了退火工艺参数对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响。结果表明,增材制造TC18钛合金试块宏观形貌平整,表面没有裂纹等缺陷,表面呈均匀的银白色。试样经600 ℃退火保温2 h后的各项力学性能均满足GJB 2744A—2007指标要求,其规定塑性延伸强度为1036 MPa,抗拉强度为1084 MPa,断后伸长率为9.8%,断面收缩率为30%。增材制造TC18钛合金的组织为典型的柱状晶组织,粗大的β相柱状晶粒内为细长的针状α相及编织细密的α+β相板条组织;随着退火温度的升高,β相柱状晶内的针状α相逐渐粗化。     

不同原始组织TC6钛合金高温变形微结构演化及其力学性能

采用gleeble-1500热模拟试验机和Hopkinson压杆,对具有4种典型组织的TC6钛合金分别进行了高温准静态压缩和室温动态压缩试验,结合TEM观察,研究了不同原始组织的TC6钛合金高温变形微结构演化及其力学性能。结果表明:具有4种典型组织的TC6钛合金高温变形时随温度升高微结构的演化可分为等轴型组织演化和网篮型组织演化,前者演化过程为:等轴α相的拉长变形—动态再结晶—动态再结晶晶粒长大—α/β相变;后者演化过程为:板条状α相弯曲变形—板条状α相断裂—动态再结晶—动态再结晶晶粒长大—α/β相变,板条状α相变成短棒状。位错活动及动态再结晶是控制4种组织的TC6合金在高温变形过程中组织演化和力学性能的重要因素;网篮组织晶界众多,位错运动障碍较多,在高温下具有较其余3种组织更高的流变应力;等轴组织α相晶粒较大,位错运动障碍较少,其流变应力在4种组织中最低;双态组织、固溶时效组织的流变应力介于等轴组织与网篮组织之间。4种组织的TC6钛合金的室温动态力学性能均对应变率较敏感。4种组织的TC6钛合金在室温及应变率为2500～4000s-1动态压缩条件下,塑性由大到小依次为:等轴组织、双态组织、固溶时效组织和网篮组织,流变应力由大到小依次为:固溶时效组织、双态组织、网篮组织和等轴组织。     

激光直接沉积TC11/TC17双合金的组织及性能

研究了直接连接及梯度连接两种激光直接沉积TC17/TC11双合金的显微组织及力学性能。结果表明，两种连接方式成形的TC17/TC11双合金均可分为TC17均一成分区、过渡区及TC11均一成分区三个区域，沉积态下，两种连接方式均一成分区显微组织呈层带状周期分布；直接连接TC17/TC11双合金过渡区极窄，两侧化学成分、显微组织在交界处发生突变；梯度连接TC17/TC11双合金过渡区厚度较大，过渡区化学成分呈连续过渡，显微组织受成分变化和热循环双重影响，呈介于TC17和TC11中间态显微组织；直接连接过渡区显微硬度存在突变，梯度连接过渡区显微硬度由TC17侧逐渐过渡至TC11侧；直接连接和梯度连接样品室温拉伸断裂位置均在TC11均一成分区，强度接近，延伸率分散度较大。     

改善低氧TC4-LC及重熔TC4钛合金性能的热处理工艺

通过显微组织分析和力学性能测试,研究了退火、固溶、固溶+时效、β热处理等热处理工艺对自产低氧TC4-LC钛合金和重熔的高氧TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明,氧含量对合金力学性能的影响显著,相同成分下力学性能取决于微观组织;热处理只能在一定程度上提高低氧TC4-LC合金的力学性能,不能满足TC4钛合金的力学性能要求;重熔TC4钛合金经不同制度热处理后,强度大幅度提高,塑性除退火处理后有所提高,其它热处理不同程度降低,退火和固溶+时效处理后的力学性能均可以满足TC4钛合金力学性能的要求。     

钛合金TC6与TC11高频感应钎焊工艺

以B-Ti57CuZrNi-S为钎料,在氩气保护气氛下对TC6/TC11钛合金进行高频感应钎焊工艺实验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法,分析气体保护流量、流态以及工艺参数对焊接界面形貌、接头组织及元素分布的影响,并测试接头的抗拉强度。结果表明,钎焊界面主要由富Ti的β-Ti固溶组织和Cu-Ti、Ni-Ti以及(Cu,Ni)Ti/Zr组成的金属间化合物相组成。钎焊接头的抗拉强度随钎焊温度的升高或保温时间的延长,呈现先升高后降低的趋势,接头最高强度可达433MPa。TC6/TC11钛合金高频感应钎焊优化工艺参数带为:焊接温度910℃~930℃,保温时间120~150 s,Ar气保护流量1 MPa。     

超声振动对Mg-8Li-3Al合金凝固组织及性能的影响

在Mg-8Li-3Al合金的凝固过程中,不同功率的超声波被引入到合金熔体中。在超声作用下研究Mg-8Li-3Al合金的微观结构、耐腐蚀性能和力学性能。基于超声空化作用及声流作用,对超声细化机制进行分析。结果表明：在施加超声波后,合金的α相形貌从粗大的蔷薇状结构变为细小的近球状结构。当超声波功率为170W时,能够获得细小的球状结构。与没有施加超声场的合金相比,施加超声场（功率170W,作用时间90s）后的合金耐腐蚀性明显提高,力学性能也有很大改善,抗拉强度和伸长率分别提高了9.5%和45.7%。     

均匀化热处理对易切削Zn-10Al-1.0Cu-0.1Bi-0.1Sn变形合金组织与性能的影响

对自行研制的易切削Zn-10Al-1.0Cu-0.1Bi-0.1Sn变形合金铸态样品进行均匀化热处理,并采用力学性能测试、扫描电镜分析、钻削试验等手段,研究了热处理对该合金显微组织与力学性能和切削性能的影响。结果表明,试验合金铸态组织中存在较严重的枝晶偏析及非平衡共晶组织,经均匀化退火后,枝晶偏析和非平衡β+η共晶组织基本消除,组织分布更加均匀;其中经360℃保温12 h炉冷热处理后合金的抗拉强度降低,伸长率升高53.94%,塑性明显提高,有利于后续的热塑性加工;均匀化热处理对合金的切削性能影响不大。     

超声振动对TC1钛合金板材成形性能的影响

通过超声振动辅助拉伸试验,研究了超声振动的频率、振幅及间歇振动方式等参数对TC1钛合金板材应力与应变、屈服强度、抗拉强度及延伸率等拉伸性能指标的影响。通过拉伸试件的组织和性能分析,研究了超声振动参数对TC1板材金相组织、断口形貌及维氏硬度的影响。研究结果表明,TC1钛合金板材拉伸过程中叠加一定频率、振幅的超声振动可以明显降低材料的屈服强度和抗拉强度,并且在一定工艺参数条件下还可以较大幅度提高材料的延伸率,而且对其组织和性能影响较小。