Ti-55钛合金连续冷却转变曲线的测绘及显微组织的演变

通过Gleeble热模拟实验,测绘Ti-55钛合金的连续冷却转变曲线(CCT图)。结果表明:当冷速由0.1℃/S加快到150℃/s时,Ti-55钛合金中主要发生β→α与β→α′的相转变过程,其中β→α′转变开始的临界冷速为5℃/s左右,Ti-55钛合金中马氏体转变开始温度为855℃,转变结束温度为818℃。     

37Mn5钢的连续冷却转变曲线

利用热膨胀仪测得不同冷却速度下的膨胀曲线,采用切线法确定各冷速下的相变温度,结合显微组织和维氏硬度检测绘制出37Mn5钢的CCT曲线。结果显示,当冷却速度＜5℃/s时,组织为铁素体和珠光体;冷却速度在5~40℃/s时,组织中形成贝氏体,冷速在5℃/s时开始发生贝氏体转变,10℃/s时开始发生马氏体转变;当冷却速度≥40℃/s 时,组织全部成为板条马氏体。     

TC18钛合金SHCCT曲线的测定

采用金相法测量了TC18钛合金相变温度,利用L78 RITA型快速加热热膨胀仪,通过热膨胀法测定了不同焊接冷却速率下TC18钛合金的膨胀量曲线,结合金相分析和硬度测试,得到了不同冷却速率下试样的显微组织和硬度,测绘了TC18钛合金的焊接条件下的CCT曲线。结果表明：TC18钛合金的相变温度为（855±5）℃;随着冷却速率增加,析出α相的数量逐渐减少,且由片层状向团簇状结构转变。当冷却速率低于0.8 ℃/s时,α相以片层状形貌析出,当冷却速率高于0.8 ℃/s时,α相以团簇状析出,且析出的片层或团簇状颗粒均随冷却速率的增加而细化;当冷却速率超过10.0 ℃/s后,亚稳β相的转变受到抑制,基本上被完全保留下来。     

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。     

钛合金α＋β/β转变温度测定的金相法与差热分析法对比研究

以α型钛合金TA7、α+β型两相钛合金TC4及近β型钛合金Ti-1023为例,对比研究了金相法和差热分析法测定钛合金α+β/β相转变温度的一致性问题.结果表明:α型钛合金TA7发生相变时,DSC曲线上产生1个明显的吸热峰,其涉及的温度范围约60℃,当定义DSC曲线的一阶导数的峰值为相变温度时,所测得的相变温度与金相法的很接近;α+β型两相钛合金TC4和近β型钛合金Ti-1023发生相变时,DSC曲线仅表现为基线偏移,涉及的温度范围10～15℃,由DSC曲线一阶导数峰值定义的相变温度与金相法符合得很好.     

不同冷速对700 MPa级汽车大梁钢过冷奥氏体转变的影响

在DIL805L型淬火膨胀仪上测定了一种700 MPa级汽车大梁钢(700L)的连续冷却转变曲线(CCT曲线),结合金相-硬度法分析其相变规律、相变组织及影响因素。结果表明:试验钢的临界点Ac₃=898 ℃,Ac₁=772 ℃;当冷速小于0.5 ℃/s时,过冷奥氏体的转变产物为铁素体、珠光体和少量贝氏体;当冷速大于0.5 ℃/s时,珠光体消失;当冷速为5 ℃/s时,铁素体消失,转变产物全部为贝氏体;当冷速为10 ℃/s时,转变产物中出现少量马氏体组织,随着冷速增大,马氏体逐渐增多,贝氏体逐渐减少直至完全消失;随着冷速的提高,试验钢的硬度逐渐增大,当冷速为10 ℃/s时,硬度值有明显大幅度的增加。     

Ni含量对EQ70海洋工程用钢CCT曲线的影响

采用DIL805A热膨胀仪测定了Ni含量分别为1.53%、1.72%、1.81%、2.06%的EQ70海洋工程用钢在不同冷速下的热膨胀曲线,结合组织观察和维氏硬度测定绘制其连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5 ℃/s以下,试验钢的组织为贝氏体,冷速超过2 ℃/s时,组织全部转变为马氏体。随着Ni含量增加,试验钢的Ac₃几乎不变,Ac₁和Ms降低,贝氏体转变的温度区间缩小,贝氏体转变的冷速范围扩大,贝氏体的形貌也发生变化,马氏体形貌没有发生明显变化。     

13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程中的相变动力学

采用淬火相变膨胀仪研究了13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程的相变动力学行为。用改进的K-M方程准确描述了马氏体相变量与温度的关系。结果表明：实验钢的特征温度A_c1和A_c3分别为600和720℃;1040℃奥氏体化后以任意冷速冷却仅发生马氏体相变,冷速为100℃/s时测得的马氏体相变开始温度M_s为99℃,相变结束温度M_f为-75℃。在冷速≥1℃/s时,晶格膨胀法和杠杆法计算得到的马氏体相变量结果相近,而冷速<1℃/s时,晶格膨胀法计算得到的马氏体转变量大于杠杆法计算得到的马氏体转变量。在相变动力学参数α取值0.03258时,K-M方程可简单方便地描述实验钢的马氏体相变动力学过程,但对相变初期的转变量预测精度较低;改进的K-M方程在考虑α随温度变化时,可较准确地预测马氏体转变量。     

基于热膨胀方法的TA15钛合金的连续冷却相转变

通过热膨胀方法研究了TA15钛合金连续冷却相转变规律.结果 表明:冷却速率为3 K/s和30 K/s是TA15钛合金的两个临界冷却速率,低于3 K/s时,冷却过程发生β→α转变,合金的室温组织为α+β集束组织;冷却速率在3～30 K/s之间时,发生β→α+α'转变,室温组织为针状α+β与α'的混合组织;超过30 K/s冷速条件下,室温组织全部为α'相.与差示扫描量热法测量结果比较,热膨胀方法所测得的相转变温度稍向低温区延伸,该方法适用于相变前后体积变化较为明显的材料.     

C-Mn-Al系TRIP钢连续冷却转变及组织研究

采用热膨胀仪测定了C-Mn-Al系TRIP钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线;并运用Thermo-Calc软件,进行了C-Mn-Al系TRIP钢相变的理论计算。结合金相组织观察,研究了其连续冷却转变产物的组织形态。结果表明,当冷速0.5℃/s时,组织由许多多边形先共析铁素体、少量珠光体和无碳化物贝氏体组成;冷速5℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速10℃/s时,开始出现马氏体和贝氏体的混合组织。     

固溶处理对TC4合金组织和硬度的影响

对TC4合金进行不同固溶处理,研究了固溶温度、保温时间、冷却方式对合金显微组织和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,TC4合金由等轴组织到双态组织再到全马氏体组织转变,硬度逐渐增加;达到高温平衡状态时,延长保温时间对TC4合金显微组织和硬度的影响不明显;当固溶温度分别为925 ℃和975 ℃时,随着冷却速率的降低,α相在冷却过程中发生扩散长大,β转变组织从α'马氏体变为次生α相+β相的片层组织,硬度分别从水冷条件下的359~389 HV0.2降为空冷条件下的318~327 HV0.2;炉冷后得到全等轴组织,硬度较低,约300 HV0.2。     

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。     

基于Jmatpro和Deform的钛合金试件热处理模拟

利用Jmatpro和Deform软件对“A”型TC4钛合金试件的固溶时效处理过程(900℃×1 h, WQ+540℃×4 h, AC)进行数值模拟。结果表明,“A”型试件在900℃固溶冷却时顶端和两脚处冷速高于10℃/s,产生约为48%的马氏体,540℃时效处理后的组织中不存在细针状α′马氏体,由初生等轴α相和弥散分布的析出相(时效α相、时效β相)组成;试件在固溶冷却后的最大等效应力为65.6 MPa,而时效冷却后的最大等效应力降至35.3 MPa;在固溶时效处理过程中,“A”型试件顶端螺栓孔处的温度梯度和应力最大,变形量呈迅速增大-稳定-迅速减小-增大-稳定-逐渐减小的趋势,在固溶时效处理后的畸变量为0.77 mm。     

退火温度对TC4钛合金动态断裂韧性的影响

采用示波冲击法,对750℃、相变点以下(20～60)℃、相变点以上10℃等7种不同热处理状态TC4钛合金的动态断裂韧性进行了测试,结合金相组织观察及扫描电镜断口形貌观察,分析了初生α相含量及次生α相形貌对TC4钛合金动态断裂韧性的影响.结果表明,对于初生α+β转变组织的TC4合金,初生α相含量在47％～50％范围,次生...     

汽车空心稳定杆用钢CCT曲线分析

在DIL805A/D热膨胀仪上测定了34MnB5钢在不同冷却速度下的热膨胀曲线。根据试验数据测得了Ac1和Ac3,并结合金相和硬度法,绘制出了试验钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线),对试验钢在不同冷却速率下组织转变情况及硬度变化进行了分析。结果表明：当冷却速度较慢在3 ℃/s以下时,相变产物主要为铁素体和珠光体组织,平均显微硬度为223.7HV;当冷却速度在3~15 ℃/s时,相变产物主要为贝氏体和马氏体的混合组织;当冷却速度较快在15 ℃/s以上时,主要生成单相马氏体组织,平均显微硬度为552.7HV。     

一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线

运用膨胀法同时结合显微组织观察及硬度测试确定了一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线。结果表明:该矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的Ac₁、Ac₃、Ms分别约为790、845和303 ℃;当冷却速度低于0.05 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速度介于0.05 ~0.1 ℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;当冷却速度在0.25~15 ℃/s之间,为贝氏体+马氏体复相组织;当冷却速度大于30 ℃/s时,奥氏体几乎全转变为马氏体组织;马氏体临界转变速度在15~30 ℃/s之间。随着冷却速度的增加,显微硬度先快速增加后趋于585 HV0.01。     

钛合金激光填药芯焊丝接头组织性能

通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_p相、α_s相集束及点状分布的残留β相构成,没有发现焊态焊缝中的α’马氏体组织;热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为明显且尖锐的β相(110)衍射峰.     

热处理冷却方式对TC10钛合金组织与性能的影响

对不同温度加热后的TC10钛合金棒材进行水冷、空冷、炉冷3种不同冷却方式的处理,通过光学显微镜、扫描电镜以及拉伸性能和冲击性能试验,研究了合金在不同冷却方式下的组织和力学性能。结果表明,TC10钛合金锻棒原始组织中α相有两种形态,一种为初生等轴α相,另一种为次生α相。当加热温度低于相变点时,形成的组织以双态组织和等轴组织为主,当加热温度高于相变点时,合金组织以全片层β转变组织和粗片层β转变组织为主。3种冷却方式下,水冷后合金的强度最大,炉冷后合金塑性最好。合金在炉冷后的冲击性能最高,其次为空冷、水冷。当加热温度在两相区时,3种冷却方式下合金的拉伸和冲击断口形貌包含韧窝和解理面,高低起伏明显;当加热温度在单相区时,合金的拉伸断口形貌为结晶状,撕裂棱明显,冲击断口具有晶间断裂特征。