TC21两相钛合金中斜方马氏体的时效分解

研究了TC21两相钛合金淬火后马氏体在时效过程中的组织结构变化及其引起的强化效应。结果表明:合金淬火后得到交错排列的针状斜方马氏体组织,在300-700℃之间时效4h,α″相的分解次序遵循α″→α″+α→α+β规律。低温时效时首先形核析出针状的初生α相,随着时效温度的升高,初生α相在长大的同时其片层之间析出十几纳米宽、几个微米长的细小次生α相,且β相呈10～50nm大小的颗粒状弥散分布在α相之间,随后的时效过程中次生α相和β相迅速长大,最终斜方马氏体完全分解为α+β混合相。显微硬度分析表明,利用斜方马氏体的逆转变,通过在时效过程中均匀地析出细小的次生α相和纳米级弥散分布的β相可使合金具有明显的时效强化效果,500℃时效4h后,TC21合金的显微硬度比淬火态提高了35%。     

TC21合金时效过程中的相变研究

采用XRD、SEM、TEM及显微硬度测试等手段,系统研究了TC21合金固溶处理后的相变以及合金在550～850℃时а"相在时效过程中的分解机制及组织演变规律,结果表明:1000℃固溶30 min淬火后,TC21合金形成а"马氏体,且合金中存在少量β及O相(Ti2AlNb);随时效温度的升高,а"相逐步发生а"→а+а"_高→а+β_(亚稳)→а+β,а"+а'+β_(亚稳)→а+β,а"→а+β等分解过程;TC21合金的显微硬度依赖于时效温度和时效时间,时效时间延长,合金显微硬度先迅速增大,达到最大值后再逐渐减小.时效温度升高时,合金显微硬度达到最大值的时间缩短,且合金最终的显微硬度随时效温度的升高而降低.     

Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr合金中的马氏体相变

确定了合金中的淬火相组成为初生α相,亚稳定β相和斜马氏体α″及六方马氏体α′相。α″马氏体出现于α+β相区淬火合金中,形状为细针状,α′马氏体主要存在于β相区淬火合金中,主要是片状,α′相有平行排列和竹叶状两种形态的孪晶。合金在时效过程中,α″,α′和β三种亚稳定相均分解生成α+β混合物相。时效初期,a″马氏体先转变成α′马氏体,再分解生成α+β混合物相。     

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...     

Ti_3Al-Nb合金的有序转变

研究了Ti_3Al-Nb合金在高温下的有序化,冷却过程高温β相转变及时效过程亚稳定β相分解的行为,结果指出,在1060℃固溶处理时,合金形成初生α_2和β高温有序相;在固溶处理后的冷却过程中,合金发生β→α_2+ω型转变;在700℃时效过程中,合金发生(β+ω型)亚稳→(α_2+β)稳定分解。     

Ti_3Al-Nb合金的有序转变SCIEI

研究了Ti_3Al-Nb合金在高温下的有序化,冷却过程高温β相转变及时效过程亚稳定β相分解的行为,结果指出,在1060℃固溶处理时,合金形成初生α_2和β高温有序相;在固溶处理后的冷却过程中,合金发生β→α_2+ω型转变;在700℃时效过程中,合金发生(β+ω型)亚稳→(α_2+β)稳定分解。     

Ti-1300合金等温时效过程中相结构和组织转变

采用OM、SEM、XRD和TEM等研究了固溶态Ti-1300合金在350~700℃等温时效过程中相结构和组织转变。结果表明,Ti-1300合金在350℃等温时效时,β相基体上开始弥散析出细小的颗粒状ω相,后期ω相消失,出现了片状的α相。亚稳β相的分解方式为:β→ω+β→α+β。在400℃等温时效1 h时,亚稳β相分离出了β′相,继续保温,β′相消失,出现了长针状α相,亚稳β相的分解方式为:β→β′+β→α+β。在500~700℃等温时效时,α相在β晶界和晶粒内亚晶界上快速形核,随着保温时间的延长,晶界α相逐渐向晶内生长为α集束,随着时效温度升高,α相的片层越厚;亚稳β相的分解方式为:β→α+β。     

TC21合金α+β→β相变时膨胀与合金元素 配分行为

采用膨胀法、OM、SEM和TEM研究了TC21钛合金在连续加热过程中α+β→β时线膨胀效应和合金元素的配分行为。结果表明： TC21合金在连续加热过程中α+β→β时长度的变化,一方面来源于密排六方α相向体心立方的β相的转变影响,另一方面合金α相不断溶解过程中伴随着α相稳定元素和β稳定元素在两相中的配分,也会导致试样的轴向长度变化。同时发现在α+β→β过程中,α相中Al元素随着α相不断溶解浓度逐渐下降,而在β相中浓度逐渐升高,由于合金元素Al含量增加对α相体积影响不大,但使β相的体积缩小,这是TC21合金长度收缩的主要原因。然而合金元素Mo、Cr、Nb在α→α+β转变过程中又向α相中扩散,在相互扩散过程中还在α/β界面上出现成分不平衡的现象。     

生物医用Ti-Nb-(Ta)-Zr合金的微观结构与性能

采用显微硬度测试、X射线衍射分析和透射电子显微镜观察等方法,研究不同热处理后生物医用Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金和Ti-35Nb-7Zr合金的显微硬度变化及微观组织特征,揭示Ta元素的添加对合金微观结构、时效析出序列及性能的影响。结果表明:Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金比Ti-35Nb-7Zr合金具有更明显的时效强化效果;固溶处理(ST)后经300和600℃时效处理,Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金的时效析出顺序可以描述为β+α″(ST)300℃→β+α600℃→β+α+等温ω,而Ti-35Nb-7Zr合金的时效析出顺序为β+α″+淬火ω(ST)300℃→β+α+等温ω600℃→β+α;Ta元素的添加抑制固溶处理过程中淬火ω相的析出,提高时效过程中等温ω相的析出温度。     

Zn-Al合金中Al和Cu对α''''相和β相分解速率的影响

利用XRD研究了Al和Cu对Zn-Al合金中'α和β相分解速率的影响。结果表明,Cu元素的加入提高了'α相或β相的稳定性,减缓了时效过程中的分解速率,这是由于ε相的析出在某种程度上制约了'α相或β相的分解。ZA27合金的β相和Zn-40Al二元合金的'α相所需时间基本相同(4320min),但在时效的初期(0￣500min),β相的分解速度远远高于'α相的;而ZA40合金的'α相即使时效时间延长到10080min时仍未完成分解。ZA27合金和ZA40合金'α相或β相的分解伴随着四相反应α+ε→T'+η。     

TC21合金吸氢与放氢后的微观组织(英文)

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究TC21合金吸氢与放氢后的组织演变和相的转变。研究表明:吸氢后,α和β相的衍射峰向低的2θ角方向偏移,说明氢原子固溶于合金中,使其晶体结构发生膨胀;TC21合金的组织也发生明显的变化。吸氢后,α相和β相的明暗对比度发生变化,原白色α相(金相组织)转变为黑色,而且黑色组织中分布有取向不同且平行排列的片状组织。XRD分析和TEM观察发现,在合金中有氢化物和α′马氏体生成,还在相内和相间存在大量的孪晶和少量的粒子。这意味着氢导致α和β相中合金元素的再分配。放氢后,TC21合金的组织与吸氢前合金的组织相似,只包括α相和β相。     

ON THE ORDERING TRANSFORMATIONS IN Ti_3AL-Nb ALLOY

Study was made of the behaviour of ordering transformation in Ti_3AI-Nb alloy,including the ordering at high temperatures,the transformation of high temperature β-phase during cooling,and the decomposition of metastable β-phase during aging.The results show that the ordered primary α_2 and high temperature β in alloy form at 1060℃.The transformation of high temperature β-phase proceed by β→α_2+ω type during cooling,and the decomposition of metastable β and ω type proceeded by(β+ω)_(metustabte)→(α_2+β)_(stable)during aging at 700℃.     

热轧态TC4合金不同热处理后的组织变化及硬度

通过热膨胀法测定TC4合金的(α+β)/β相变温度,研究不同温度、不同冷却方式下的热处理工艺对热轧态TC4合金的显微组织及硬度的影响。结果表明,(α+β)/β相变温度范围在970～990℃之间;(α+β)两相区温度范围内退火,随着温度的升高,α→β的转变程度增大,得到由等轴α和转变态β构成的双态组织;相变点以上温度退火,得到明显的魏氏组织;高温退火、冷速过快时,得到马氏体组织;高温退火对合金硬度的影响较大。     

锻造温度对BT25钛合金组织和性能的影响

BT25钛合金制航空发动机压气机盘因直径大、形状复杂,要采用等温锻造。研究了锻造温度对BT25钛合金组织与性能的影响。试验结果表明,等温锻造温度不同,合金的组织和性能也不同。与在α＋β两相区锻造和在（α＋β）→β相变点以上30℃锻造的相比,在（α＋β）→β相变点以下10～15℃的温度锻造,具有等轴α相、条状α相和β相的合金综合性能最佳。     

TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究

文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn~5μn。在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达1881.7%。     

TC21钛合金相变点测定

采用计算法和连续升温金相法测定TC21钛合金的α+β→β相转变温度.结果表明,两种方法所得数据非常接近,本实验所选用的TC21钛合金的相变点为(975±5)℃.     

HIP温度对SLM制备TC4钛合金组织和力学性能的影响

以激光选区熔化技术(SLM)成型TC4钛合金为研究对象,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等测试分析方法,研究了热等静压处理温度对TC4钛合金材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,SLM态TC4钛合金横截面微观组织由等轴状初生β晶粒组成,纵截面微观组织由呈外延生长的柱状初生β晶粒组成。晶粒内部以不同取向的针状α'马氏体相为主,纳米点状β相在初生马氏体间形核生长。在α+β两相区温度进行热等静压处理,TC4钛合金的组织由α相和β相组成。随着热等静压处理温度的升高,板条状α相粗化成短棒状,β相含量增加且发生一定粗化。随着热等静压处理温度的升高,材料的抗拉强度和屈服强度呈现降低的趋势,断面收缩率也呈下降趋势。热等静压处理工艺为910 ℃-110 MPa-2 h的TC4钛合金可获得最优的强韧性匹配。     

TC4合金TIG焊接头组织转变与力学性能分析

针对TC4合金TIG焊接头微观组织特征以及焊接过程中的组织转变规律进行了研究,并对接头力学性能进行了分析.经历TIG焊接热循环之后,焊缝及热影响区粗晶区晶粒严重粗化,热影响区晶粒尺寸具有突变特征,过渡区组织呈带状分布,不存在明显的细晶区.升温过程中(α+β)→β转变过程包括两个阶段:原始β→高温β转变和原始α→高温β转变,而且在原始α→高温β转变开始之前,原始β→高温β转变已经完成.冷却过程中在β→α'转变区间冷速较慢时,α'相首先在高温β晶界上形核,并向晶内生长,生成针状α';在快速冷却时,α'相在晶内大量形核,形成"筐篮"组织.硬度测量结果表明,粗晶区部位存在一个软化区;接头抗拉强度与母材接近,接头性能优异.

Abstract：

The microstructure and phase transformation of TC4 alloy weld joints during TIG welding were investigated. The mechanical properties of the welded joints were also tested. When the TC4 alloy was heated by TIG arc, grains in the weld bead and heat affected zone (HAZ) were badly coarsening. The grain size in HAZ has mutant character. The microstructure in the transition region presented zonal distribution. There was no obvious fine grained region. In temperature-rise period, the transformation of (α + β)→β was divided into two processes which included the original β→ high-temperature β and the original α→ high-temperature β. And the previous phase transformation was finished before the next starting. In the cooling process, slowly cooling rate introduced α' phases nucleating at the high-temperature β grain boundary in the β→α transform temperature range. The α' martensite grew up into the center of the β grains and generated acicular martensite. With quicker cooling rate, large numbers of α' phase nucleated in the high-temperature β grains and generated orthogonally oriented martensites. Hardness measurements show there is a softened zone in HAZ. Tensile strength of welded joint was approximate with the base metal. And the properties of the welded joints were good.