TC11钛合金材料β锻造工艺研究

TC11钛合金是航空产品中常用的轻金属材料,现阶段TC11钛合金锻件的使用温度大多在500℃环境下,使用d＋β锻造方法可以很好地保证锻件所要求的性能,但当部分TC11钛合金锻件使用温度在500℃以上要求高温性能时,α＋β锻造方法的局限性将难以保证锻件力学性能满足要求[1].本文通过β锻造试验对TC11锻件质量的影响进行分析,为今后在提高钛合金锻件质量,确定锻造工艺方案提供参考.     

锻造工艺对TC21钛合金模锻件组织及性能的影响

主要研究了锻造加热温度及锻后冷却方式对TC21钛合金模锻件显微组织及室温、高温力学性能的影响。研究发现,采用近β(在β/(α+β)转变点下10～15℃加热、变形)锻造工艺生产的TC21钛合金模锻件,可获得由少量等轴α相和大量细小的网篮条状α相及少量残留β相组成的的三态组织,这种组织可在获得优异高温性能的同时保持良好的室温性能。     

TC4-DT钛合金锻件组织与拉伸性能研究

对3种工艺生产的TC4-DT钛合金锻件组织与拉伸性能展开了系统研究,结果表明:锻造火次影响锻件的均匀性,锻造火次增加,锻件的组织和拉伸性能均匀性增加;锻件显微组织中残余一定量的初生α相有利于拉伸性能提高;锻造温度升高,锻件拉伸强度增加。     

中温高强TC11和TC19钛合金锻件组织与性能研究

针对航空发动机压气机整体叶盘等部件所使用的TC11、TC192种中温高强钛合金锻件，基于其各自典型使用状态，开展了组织形貌和不同条件下拉伸性能、冲击韧度以及保载/无保载条件下低周疲劳性能的对比分析研究。结果表明：TC11钛合金锻件呈现典型的双态组织，TC19钛合金锻件呈现全片层网篮组织；TC19钛合金锻件在100～400℃下的拉伸强度明显优于TC11钛合金锻件。TC19钛合金锻件的高温缺口冲击韧度值明显高于TC11钛合金锻件，在100℃和855 MPa峰值应力载荷下，TC19钛合金锻件的保载和无保载疲劳寿命均明显高于TC11钛合金锻件，且2种合金均存在一定的保载效应。     

TC14钛合金大型机匣采用等温锻造生产小余量锻件

TC14钛合金机匣是一个难度极高的锻件,采用等温锻造工艺,将半个机匣作为一个整体锻件进行锻造取得了成功.本文介绍了用模拟法研究锻件的成形,以及等温锻造工艺、热处理工艺对锻件组织、性能的影响.介绍了等温锻造的整体机匣的高低倍组织与力学性能.     

损伤容限型钛合金的等温锻造温度研究

研究了TC21钛合金在5.5×10-4s-1恒应变速率、40%变形程度条件下,等温锻造温度变化对锻件组织和性能的影响。结果表明:TC21钛合金显微组织对温度变化敏感,在两相区锻造时,显微组织由初生α相和β转变组织组成,并且随着变形温度的提高,初生等轴α相的含量逐渐减少,晶粒尺寸增大;在相变点温度锻造时得到网篮组织;在相变点以上温度锻造时得到片状组织。室温拉伸强度和断裂韧性随锻造温度的升高呈现增加趋势,室温拉伸塑性明显降低。在965℃等温锻造时,显微组织为较细的片状组织,强度、塑性和断裂韧性达到较佳匹配,获得较好的综合力学性能。965℃为较佳等温锻造温度。     

准β锻造工艺对TC21钛合金大型锻件组织及性能的影响

以TC21钛合金特大规格棒材及其制备的大型锻件为研究对象,采用准β锻造工艺锻造TC21钛合金,分析了3种不同锻造方案对锻件微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:TC21钛合金可在相变点以上一定温度采用准β锻造工艺加工,在不同的加热工艺参数下,通过双重退火进行热处理,均可获得较好的冶金组织和力学性能。TC21钛合金在准β锻造过程中,不同的锻造温度和锻造火次均能获得较好的拉伸性能(1100 MPa左右)和断裂韧性(大于90 MPa·m~(1/2))。在准β锻造过程中,较高的锻造温度有利于获得网篮组织,合金的断裂韧性较高,组织内片层α相存在粗化趋势;较低的准β锻造温度有利于细化微观组织,但锻造后组织中会有少量残余等轴α相存在。在锻造变形量相同的情况下,较少锻造火次可以获得更加细小的微观组织,但锻件不同部位的微观组织形态存在差异。     

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。     

锻造工艺对TA7ELI钛合金组织和力学性能的影响

研究了不同锻造工艺对TA7ELI钛合金锻件显微组织和力学性能的影响。结果表明,超低温伸长率最高的锻造工艺不是室温塑性最好的工艺,而是室温塑性最差的工艺。不同工艺锻造的TA7ELI钛合金锻件室温力学性能和超低温力学性能各具优缺点,实际生产中可根据产品侧重的性能要求选择相应的锻造工艺。     

变截面TA15钛合金大锻件初生α相控制与定量估算方法

研究了TA15钛合金变截面大型锻件初生α相含量与室温和500℃高温拉伸性能的关系,系统分析了TA15钛合金两相区锻造工艺窗口内锻造加热温度、冷却速率、截面厚度、加热火次等参数对初生α相含量的影响规律。结果表明:加热温度高、冷却速率快、截面厚度薄、加热火次多,初生α相含量低;反之亦然,并给出了定量关系。对于大型复杂TA15钛合金锻件的制备,在制订工艺时必须充分考虑各种因素的影响,在了解初生α相含量对性能影响规律的基础上,根据服役性能要求,控制初生α相的含量。     

锻造工艺和时效处理对TC10钛合金组织和性能的影响

采用工艺A和工艺B 2种不同锻造工艺获得Ф130 mm的TC10钛合金棒材,研究了锻造工艺对棒材组织和力学性能的影响。同时研究了时效温度对TC10钛合金棒材组织和性能的影响规律。研究结果表明,工艺A获得的棒材组织均匀性好,且棒材性能的各向异性小;工艺B获得的棒材组织均匀性差,且棒材性能的各向异性大。TC10钛合金棒材的抗拉强度随时效温度升高先降低再升高,而塑性则随时效温度升高先升高再降低,棒材经875℃×2 h/WC+550℃×6 h/AC热处理可以获得良好的综合力学性能。     

TC4-DT钛合金自由锻件组织与性能的影响因素

研究不同尺寸规格和质量的TC4-DT钛合金自由锻件的组织与性能的影响因素。结果表明:为获得具有均匀组织和性能的TC4-DT钛合金自由锻件,应尽量避免采用单火次、大变形量的锻造方式。在制定合适的锻后热处理制度时,应综合考虑锻件的最大截面和尺寸因素。     

TC4-DT钛合金模锻件组织和性能的控制研究

为了解决TC4-DT钛合金模锻件宏观组织粗晶亮带和性能低的问题,对其所用原材料、锻造工艺、热处理工艺进行了分析,并从加热温度、变形量调节方面进行了工艺优化控制,有效地解决了上述问题,获得了组织性能满足技术要求、质量稳定的TC4-DT钛合金模锻件。     

TC25钛合金压气机盘锻件工艺选择

通过对几种锻造工艺试制件的组织和性能测试数据对比,分析了热强钛合金TC25组织和性能的关系,确定了盘件的锻造工艺,研制出了合格的TC25钛合金压气机盘锻件。     

钛合金薄壁件模锻工艺研究

航空领域的发动机大量使用钛合金锻件，其中风扇三级工作叶片所用原材料为比较典型的TC6合金。通过分析TC6合金的锻造特性和成形的需要，制定了较合理的工艺方案。通过试制取得了成功。为同类钛合金薄壁件锻造积累了经验。     

激光修复TC18钛合金组织及性能特征

利用拉伸试验机、扫描电子显微镜和金相显微镜等手段研究了退火工艺(650℃/2h/AC)对TC18钛合金的激光增材修复TC18钛合金锻件的拉伸性能、冲击性能、断裂韧性的影响,并且分析了拉伸试样和冲击试样的断口形貌.结果表明:退火处理后,增材修复件的强度从锻件基体到增材修复区逐渐增强,伸长率和断面收缩率从基体到修复区逐渐降...     

可在400～500℃使用的TC4-B钛合金棒材研制

通过在TC4钛合金中添加Si、O、Mo、Zr、Sn合金元素,研制出名义化学成分为Ti-6Al-4V-0.3Si-0.3Mo-0.3Zr-0.3Sn-0.15O的TC4-B钛合金。并采用两种镦拔组合变形工艺,制备尺寸为?75 mm圆棒和51 mm×85.6 mm扁方棒。结果表明:经"三三一"工艺锻制的TC4-B钛合金棒材显微组织更为均匀;力学性能明显优于经常规工艺锻制的棒材,其室温拉伸强度可达1 000 MPa以上,500℃时拉伸强度可达636 MPa,伸长率为18%,断面收缩率为61%,可在400~500℃高温条件下使用。     

等温锻造优质TC4钛合金高压前轴颈锻件研究

采用等温锻造工艺生产出优质TC4钛合金高压前轴颈的精密空心锻件,锻件表面光洁比普通锻造的锻件减轻重量60%,锻件的化学成分、力学性能和金相组织全部达到了技术条件的要求.     

TC4钛合金锻件疲劳寿命分析及其仿真模型修正

依据物理实验，研究了锻造变形温度和变形程度两个关键参量对TC4钛合金锻件疲劳寿命的影响，利用有限元与物理实验相结合的方法建立并修正了TC4钛合金锻件疲劳寿命仿真模型，并对仿真模型进行了验证。结果表明：相比于原材料，锻造成形的TC4钛合金锻件具有较长的疲劳寿命，并且变形温度控制在α+β相变温度时所得锻件的疲劳寿命最长；在最佳变形温度下，变形程度控制在50%左右时锻件的疲劳寿命最长，考虑锻造变形温度带的影响，应尽可能提高锻锤频次；锻件残余应力是影响仿真模型精度的主要因素，通过验证表明，引入实际锻件的最大等效残余应力可以极大地提高仿真精度，这为深入分析锻造工艺参量对TC4钛合金锻件疲劳寿命的影响奠定了基础。     

准β锻造钛合金的组织与性能研究

提出了锻造钛合金一种新的工艺--准β锻造.通过TC6钛合金模锻件的研制,分析比较了准β锻造工艺和常规α+β锻造工艺的组织与性能关系,该工艺为高强韧、长寿命、损伤容限设计的飞机结构件的应用提供了实践基础.