Microstructure-tensile properties-processing technology relationships of Ti-43Al-9V-0.3Y alloy

铸态Ti-43Al-9V-0.3Y合金由γ相及少量α2, B2和YA2相组成, 为细小的近层片组织, 晶粒(层片团)尺 寸约为80 um, 层片体积分数约为85　%; 锻态合金由大量细小的动态再结晶等 轴γ晶粒组成, 组织细化显著, γ再 结晶晶粒尺寸约为1-5 um; 轧态合金为细小近γ组织, γ晶粒尺寸约为20um, 尺寸细小的B2相呈网络状分布在γ晶粒周围. 铸态合金在室温下的拉伸断裂强度约为510.6 MPa, 延伸率约为0.5%; 在700 ℃下的拉伸断裂强度约为425.8 MPa, 延伸率约为5.7%. 锻造和轧制后的Ti-43Al-9V-0.3Y合金的力学性能均得到了明显改善.     

锻态Ti-44Al-4Nb-4V-0.3Mo-Y合金等轴及片层组织高温拉伸性能及组织演变

等轴γ晶粒和α2/γ片层是beta-gamma TiAl合金的2种主要变形组织形态。研究了锻态Ti-44Al-4Nb-4V-0.3Mo-Y合金等轴组织及片层组织的高温拉伸性能及组织演变。结果表明:拉伸温度对Ti-44Al-4Nb-4V-0.3Mo-Y合金的力学性能和显微组织有显著的影响。在相同温度下,Ti-44Al-4Nb-4V-0.3Mo-Y合金等轴组织的抗拉强度和屈服强度略高于片层组织,而延伸率相差不大。随拉伸温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,而延伸率迅速增大。对于等轴组织,提高温度,等轴γ晶粒被拉长,发生完全的动态再结晶,从而细化合金的显微组织。对于片层组织,α2/γ片层的分解和γ板条的再结晶程度随拉伸温度的升高而增大。Ti-44Al-4Nb-4V-0.3Mo-Y合金的韧脆转变温度在750～800℃之间。     

TiAl合金的热加工、组织和性能

采用水冷铜坩埚感应熔炼技术制备了高质量的Ti-43Al-9V-0．3Y合金铸锭,该合金铸态组织为近层片组织结构,层片团簇的体积分数为85％左右,大小约为80μm,块状卢和γ相位于层片团簇边界。层片结构中除了γ和α2相外,还存在少量的口相析出物。Ti-43Al-9V-0．3Y合金具有良好的热加工性能,通过包套锻造和包套轧制技术,成功制备了大尺寸TiAl合金锻饼和国内最大尺寸TiAl合金板材,其尺寸分别为犯60mm×24mm和500mm×300mm。经热变形后,Ti-43Al-9V-0．3Y合金的显微组织明显细化,力学性能得到了显著提高。     

热机械处理对Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金的显微组织与力学性能的影响

包套锻造Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金由大量细小的动态再结晶等轴γ晶粒(晶粒尺寸可达1-2 μm),弯曲或破碎的层片和少量的残余平直层片组成,变形组织含有人量位错及少量变形孪晶.锻态试样抗拉强度(σb),延伸率(δ)分别达到708.1 MPa和0.95%.再通过不同的热处理分别得到晶粒细小的双态组织、近层片组织和全层片组织.经1320 ℃/30 min炉冷后得到双态组织,层片晶粒尺寸(d1)约为20 μm,层片体积分数(ψ1)约为60%,具有最高的δ,约为1-9%,σb约为658.9 MPa,为穿晶和沿晶混合断裂;经1340℃/30 min炉冷后得到近层片组织,dI约为60 gm,ψ1约为95%,O'b约为690.2 MPa,δ约为1.75%,上要为穿晶(层片)断裂;经1370℃/15 min炉冷后得到细小全层片组织(d1约为40 μm),具有最高的σb,约为715.1 MPa,5约为1.51%,为穿晶断裂.     

γ-TiA1/TC4复合板材的制备及组织性能研究

提出了制备γ-TiAl/Ti合金复合板材的技术思想.采用包套轧制技术在1150 ℃轧制出厚度为3 mm的Ti-43Al- 9V-0.3Y/Ti-6Al-4V复合板材,其中Ti-43Al-9V-0.3Y合金层的厚度约为2.3 mm,Ti-6Al-4V合金层的厚度约为0.7 mm.复合板材的总变形量为80%.包套轧制后板材外形完整、无应力开裂.分析表明,复合板材的界面相主要由α2-Ti3Al构成.拉伸性能测试结果表明,随着Ti-6Al-4V合金层厚度的增加,复合板材室温下的抗拉强度、延伸率都得到了显著的提高.当Ti-6Al-4V合金层厚度达到0.7 mm时(板材总厚2 mm),室温强度和延伸率分别超过800 MPa和4%,700 ℃条件下延伸率超过25%.     

包套锻造对Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼技术制备名义成分为Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y(摩尔分数,%)的高质量合金铸锭,采用XRD、OM、SEM及TEM等分析手段分析研究该合金的组织演变过程,同时进行力学性能测试.结果表明:Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y合金具有近层片组织结构,由γ、α2和β三相组成;经包套锻造处理后,合金的晶粒尺寸显著减小,由100 μm下降至7 μm左右;合金的室温屈服强度提高220 MPa左右,达到620 MPa,室温伸长率提高到1.08%;经700 ℃处理后,该合金的屈服强度从562 MPa升高到708 MPa,伸长率从7.6%提高到35.55%.     

β相区凝固的铸造γ-TiAl基合金的微观组织(英文)

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及差示扫描量热仪(DSC)研究Ti-43Al-4Nb铸态合金及其热处理态合金的显微组织以及相转变行为。结果表明:通过从β相区凝固的方法可以获得组织细小的铸态Ti-43Al-4Nb合金;凝固过程中γ晶能够直接从β相中形核,β相与γ相沿初始α晶界共存,有效地抑制了铸态Ti-43Al-4Nb合金晶粒的长大;Ti-43Al-4Nb合金在凝固过程中的相转变顺序为L→L+β→β→α+β→α+βr→α+γ+βr→(α2+γ)片层+γ+βr;经1250℃、16h热处理后,Ti-43Al-4Nb合金的显微组织与铸态组织相比有一定程度的粗化;由于Nb元素的充分扩散以及β相的非平衡状态,经过上述热处理过程后残余β相能够被完全消除。     

铸态Ti-22Al-25Nb合金的结构特征与力学性能

Ti2AlNb基合金是目前有望在650-800℃温度范围内取代高温镍基合金的金属间化合物。利用水冷铜坩埚感应悬浮熔炼法，通过调控熔炼工艺，制备了主相分别为B2/?相和O相 Ti-22Al-25Nb合金铸锭，通过XRD、SEM等手段进行了合金结构特征的表征，通过室温拉伸试验、室温压缩试验、纳米压痕试验测试了合金的力学性能并分析了断口形貌。研究表明，铸态Ti-22Al-25Nb合金晶粒尺寸达到数百微米。相组成对铸态Ti-22Al-25Nb合金的力学性能有一定影响，铸态O相合金的极限抗拉强度达到了1125MPa，超过了铸态B2/?相合金的1031MPa，但粗大晶粒导致合金塑性较差（铸态B2/?相与铸态O相合金的延伸率分布为1.82%与1.32%）。铸态Ti-22Al-25Nb合金的拉伸断口与压缩断口均具有明显的解理断裂特征，拉伸断口主要表现为沿晶断裂，压缩断口主要表现为穿晶断裂。     

Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr钛合金的组织和力学性能研究

Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金采用真空非自耗熔炼制备铸锭,且在1200℃的β区进行均匀化和开坯,在两相区选择3个温度(700、800和900℃)采用模锻工艺制备样品。采用SEM和EBSD等测试方法以及室温拉伸试验,分析了合金的铸态和锻态的微观组织以及锻态合金不同方向的力学性能。结果表明:锻态Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr钛合金中初生α相为粗大平直的片状组织,在塑性变形过程中,α相发生碎裂和动态再结晶现象,最终转变为细小等轴α相。由于钛合金在冷却过程中产生的过冷度较大,在残留β相中会形成片层α相与β相相间排列的状态。Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金沿RD(自由延伸方向)方向的拉伸屈服强度最高,为895 MPa;沿FD(锻造方向)方向的抗拉强度最高,为998MPa。Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金沿三个方向拉伸均呈现韧脆混合型断裂,沿RD方向的塑性最好,伸长率最大。相较于其他两个方向的韧窝孔,沿RD方向拉伸变形过程所产生的韧窝要大。     

Ti-45Al-5Nb(-0.3Y)合金的连续冷却相变规律

冷却速度对Ti-45Al-5Nb和Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金连续冷却相变有较大的影响.炉冷形成全层片组织,空冷下层片形成被α→γm块状反应抑制,油冷形成了极细小的层片组织,水冷主要发生了α→α2有序化转变.空冷导致了羽毛状组织消失和α2相的增加,水冷导致α2晶界的细小层片晶团尺寸较小、数量较多.Y添加对Ti-45Al-5Nb合金连续冷却相变有较小的影响.     

贝氏体与马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性，台阶阶面的可动性，贝氏体条的内部超精细结构，贝氏体浮突的特征及本质，贝氏体碳化物的来源及形成模型，马氏体浮突的扫描隧道显镜及原子力显微镜研究。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况

分析了铝与钢的焊接性,综述了国内外铝与钢异种金属焊接的研究与发展状况,重点介绍了目前应用于铝与钢连接的焊接方法,并对各种焊接方法的优缺点作了分析比较.     

TiAl的脆断行为及其组织和氢化物产生的影响

研究了TiAl金属间化合物的组织结构和氢化物含量对屈服强度σ_(ys),解理断裂强度σ_F以及断裂韧性K_(Ic)的影响.结果表明,对单相γ,随等轴晶粒尺寸降低,σ_(ys)和σ_F略有升高,如出现层状结构(α+γ2两相),则σ_(ys),σ_F和K_(Ic)明显上升,氢化物使σ_(ys)上升但使K_(Ic)下降,层状结构的氢脆敏感性要比等轴γ的小. 合金中解理裂纹形核的阻力随着裂纹的扩展而不断增大,呈现稳态扩展,跟踪裂纹的形核和扩展,发现当裂尖塑性区及其变形量发展到临界值后,解理裂纹在塑性区中沿滑移带形核。     

粘涂与电刷镀复合技术的开发与应用

介绍了将粘涂和电刷镀两种不同的表面修复技术合二为一的新型表面修复技术。     

某油气厂污水系统腐蚀及结垢原因分析与防护

利用一家滨海油气处理厂停产检修的时机检测了污水处理系统管道的腐蚀及结垢情况,结果表明腐蚀速率最高可达2.2 mm/a,结垢速率达12～14mm/a.本文还对腐蚀及结垢的原因进行了初步分析,并提出了防护意见.     

20钢渗硼过程中硼化物形核和生长的TEM观察及室温形变的影响SCIEI

本文采用单向减薄制样法在透射电镜下直接观察了20钢渗硼初期硼化物的形核和生长特性及室温形变的影响。X射线及电子探针分析结果表明:渗硼初期试样表层仅有Fe_2B形成;表层硼原子浓度与形变量之间具有单调增长的关系;偏聚于位错胞壁之中的硼原子阻碍了形变组织的恢复和再结晶,加速了硼化物的形核和长大。     

氢及形变对Fe-Cr-Ni-Mn-N系不锈钢组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、磁强计等技术结合拉伸试验,研究了气相充氢与拉伸形变对三种奥氏体稳定性不同的Fe-Cr-Ni-Mn-N不锈钢马氏体转变和力学性能的影响,取得了一些定量的数据.结果表明,拉伸形变促进ε和α’马氏体在奥氏体不稳定的钢中的生成,而氢的存在能促进ε马氏体转变但抑制α’的产生.奥氏体不稳定的Fe-Cr-Ni-Mn-N钢比奥氏体稳定的同类钢抗氢脆能力差得多,这与ε马氏体的出现有关.     

AZ91 Mg—Al合金中β—（Mg17Al12）析出相的形态及其晶体学特征

应用透射电镜研究了时效AZ91 Mg-Al合金连续析出相的显微组织形态及晶体学特征。发现四种不同形态和晶体学特征的β-（Mg17Al12)析出相,共中占绝大多数的是板条状板出相,沿基面（0001）α析出的板条析出相与基体保持Burgers位向关系,生长方向为[7,2,-/9,0];其晶体学特征与由不变线应变原理预测的完全一致,第二类析出相是其轴线与其面垂直的六棱柱体,六个棱柱面都是{1100}α{110}β与基体保持对称性好的Crawley位向关系,另有少量短棒状同相与基体保持Porter位向关系,实验中还观察到一种未见报道过的位向关系。讲座了形态不同形态和晶体学特征的机制。     

钢铁工艺的发展及未来

阐述２０世纪后半期钢铁生产的发展和主要变革,从未来钢铁发展的条件,提出不但要提高品种和质量,而且产量也要增加,利用废钢资源发展电炉炼钢的短流程钢厂较经济,可节能,减少污染,并指出大高炉仍是未来炼铁的主力军。