TC4-DT钛合金基于最大m值的超塑变形

采用最大m值法,在温度分别为850℃、870℃、900℃下,对改锻前及改锻后的TC4-DT钛合金棒材进行超塑性拉伸实验。实验结果表明,根据最大m值法拉伸试样TC4-DT在870℃的变形温度下,延伸率达到了最大值1240%,表明该类型TC4-DT钛合金的最佳超塑性变形温度在870℃左右;并且改锻后较细晶粒尺寸的TC4-DT棒材的超塑性明显高于改锻前的较粗晶粒组织,延伸率平均提高了一倍;分析显微组织可知,在超塑性拉伸变形中发生了动态再结晶。     

锻造温度对新型含铌汽车钛合金棒材性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度对新型含铌汽车钛合金棒材进行锻造试验,并进行了力学性能测试与分析。结果表明:随始锻温度从970℃增加到1090℃、终锻温度从900℃增加到980℃,新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度、屈服强度先增大后减小,断后伸长率变化幅度不大,其力学性能先提升后下降。与970℃始锻温度锻造时相比,1030℃始锻温度处理的新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度分别增大了121和127 MPa,断后伸长率减小了1.6%;与900℃终锻温度锻造时相比,960℃终锻温度处理的新型含铌汽车钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度分别增大了100和143 MPa,断后伸长率减小了1.4%。新型汽车含铌钛合金棒材的锻造工艺参数优选为:始锻温度1030℃、终锻温度960℃。     

低温固溶及时效处理对TC4合金棒材组织及力学性能的影响

研究了TC4钛合金棒材经650和700℃固溶处理及时效处理后的组织和性能变化。结果表明:对热加工态的TC4钛合金进行650℃的固溶热处理,材料的显微组织和拉伸性能变化不大。经过700℃固溶热处理,TC4钛合金棒材强度明显降低,屈服强度相对于热加工态降低77 MPa,且屈/强比明显低于普通退火。时效热处理后,合金的强度显著提高,400℃时效后抗拉强度达到1020 MPa,相对于热加工态提高53 MPa。显微组织分析表明,热加工后的TC4棒材显微组织由初生α相、次生α相以及残余β相组成。热处理过程中,残余β相中针状α相的溶解与重新析出是影响合金拉伸性能变化的主要原因。     

TC4钛合金φ450mm棒材不同厚度整体试样热处理工艺研究

通过对TC4钛合金f450 mm棒材80、40、20 mm整体试样热处理工艺的研究,分析不同的热处理温度和热处理冷却方式对棒材横、纵向组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明:当整体试样厚度不大于40 mm,且采用双重退火(首次退火后水冷)的热处理工艺时,才能保证TC4钛合金f450 mm棒材的室温力学性能和显微组织符合GJB 1538,高温强度≥615 MPa。双重退火制度为:首次退火工艺为加热到b转变温度以下30~80℃,保温不少于1 h,水冷;随后再进行700~800℃,保温1~4 h,空冷。     

TC4钛合金f450 mm棒材不同厚度整体试样热处理工艺研究

导读内容
　　通过对TC4钛合金f450 mm棒材80、40、20 mm整体试样热处理工艺的研究,分析不同的热处理温度和热处理冷却方式对棒材横、纵向组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明：当整体试样厚度不大于40 mm,且采用双重退火（首次退火后水冷）的热处理工艺时,才能保证TC4钛合金f450 mm棒材的室温力学性能和显微组织符合GJB 1538,高温强度≥615 MPa。双重退火制度为：首次退火工艺为加热到b转变温度以下30～80℃,保温不少于1 h,水冷;随后再进行700～800℃,保温1～4 h,空冷。     

包覆叠轧TC4钛合金薄板的组织与力学性能

选取包覆叠轧工艺生产两种不同规格的TC4钛合金薄板，通过光学显微镜、XRD衍射仪、室温拉伸和高温拉伸性能试验，对两种不同规格的TC4钛合金薄板进行微观组织和力学性能研究。结果表明：经轧制退火后薄板的金相组织由α相与残余β相构成，组织中未见明显的β转变组织，α相的形貌呈现出长条状、等轴状以及块状，α相之间为残余β相。两种规格的薄板的XRD图谱中各角度的α相衍射峰相比β相衍射峰较强，厚度为0.8 mm的薄板在(102)、(200)晶面指数的衍射峰更强。厚度为0.8 mm的薄板的室温强度较厚度为2.0 mm薄板的要高，其抗拉强度最大值为1077 MPa,屈服强度最大值为1029 MPa,两种规格薄板的断后伸长率大致相同，最大值为16.5%。薄板在500℃的抗拉强度较400℃时要低，在变形温度为400℃时，厚度为0.8 mm的薄板RD方向的强度达到最大值，抗拉强度为782 MPa,屈服强度为649 MPa;在变形温度为500℃时，厚度为2.0 mm的薄板TD方向的塑性达到最大值，其断后伸长率为29%。     

锻造温度对TA10钛合金组织和性能的影响

经过不同始锻温度、终锻温度锻造得到TA10钛合金棒材,然后在进行不同温度的退火处理后,采用标准拉伸试样进行拉伸实验和金相实验,研究其显微组织和力学性能。结果表明:随着始锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从长条状过渡到网篮组织。随着终锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从粗大的α条过渡到片状组织。在始锻温度为950℃时,TA10钛合金的强度和塑性达到较好的匹配,其抗拉强度为638 MPa,断面收缩率为35.1%。在终锻温度为660℃时,TA10钛合金的抗拉强度为663 MPa,断面收缩率为38.8%,强度和塑性匹配较好。     

新型钛合金TC8-1棒材显微组织及热处理工艺

针对适用于航空发动机压气机盘件而开发的TC8-1新型钛合金,分析锻制棒材的显微组织,测定β相变温度。合金适用双重退火热处理,根据组织中初生α相含量确定第一重退火温度,最终确定最佳热处理工艺参数。结果表明,TC8-1钛合金(α+β)/β相变温度约为1005 ℃,TC8-1锻制棒材为典型的双态组织,满足锻压要求;TC8-1合金最佳双重退火热处理工艺为：930 ℃×2 h,空冷+580 ℃×1h,空冷。     

TC8M-1钛合金热变形与热处理性能初探

为探究TC8M-1钛合金的热加工特性与热处理特性,选择910℃时、5%,15%,30%,50%和70%形变量锻造锻坯,观测锻坯显微组织。并分别与890及930℃时、40%变形量的锻坯显微组织进行对比。另外,还进行了热处理工艺试验探索。结果表明:TC8M-1钛合金塑性优良,锻造温度区间较宽。910℃温度下一火次变形量可达70%,但变形量超过50%后将出现细晶区域。40%变形量、930℃温度下的组织初生α相出现球化;40%变形量、890℃温度下的组织初生α相保留塑性变形痕迹。为兼顾室温拉伸强度与450℃高温的持久强度,TC8M-1钛合金适宜的热处理制度为:930℃/2 h+空冷;590℃/1 h+空冷。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。当固溶时效工艺为950℃/0.5 h(水冷,WQ)+500℃/4 h(空冷,AC)时,合金可实现良好的强韧性匹配,此时合金的抗拉强度为1106 MPa,屈服强度为1019MPa,断裂韧性高达87.6MPa·m1/2。未经固溶时效处理的锻态TC20钛合金拉伸和紧凑拉伸(CT)试样,其断口呈现典型的韧性断裂形貌特征,而经不同固溶时效处理的试样断口主要以准解理断裂和解理断裂为主。随着时效温度的升高,拉伸试样断口表面逐渐出现二次裂纹和空洞,塑性逐渐降低,CT试样的韧窝尺寸逐渐变小变浅,断裂韧性逐渐降低。     

Ti60钛合金整体叶盘用锻坯的改进北大核心CSCD

为了降低Ti60钛合金整体叶盘锻件的探伤杂波,对锻坯用原材料Ti60钛合金进行改锻,并采用等温锻造成形方法对Ti60钛合金整体叶盘锻件进行了试制验证。试制结果表明:改锻可以提高中间坯的组织均匀性,降低杂波水平。锻坯在变形温度为(T_(β)-40)℃、变形速率为1.5~0.2 mm·s^(-1)、等效应变为0.3~1.2的条件控制下,获得了理想的双态组织、优异的高温力学性能。在变形温度为600℃、应力为310 MPa的条件下,试样持久时间可达388 h;在600℃的高温下保温20 min后,拉伸试样的抗拉强度为677 MPa、屈服强度为557 MPa、伸长率为15%、断面收缩率为40%,并按HB/Z 37—1982水浸探伤要求进行测试,杂波水平为Φ0.8-12.0 dB,满足某型号Ti60钛合金整体叶盘模锻件验收标准要求。     

超低间隙TC4钛合金形变热处理工艺

实验用TC4ELI铸锭,经过开坯、锻造、轧制为18 mm的棒材,轧制变形量为91.6%;轧制后进行淬火,淬火温度为830℃,最后对淬火后材料进行温度为650℃、750℃,时间为1 h、2 h的热处理实验。结果表明:淬火后TC4ELI钛合金的抗拉强度最高,达到1064 MPa,此时材料的屈强比只有0.79。XRD结果表明,淬火后β相发生了马氏体转变,提高了材料的强度;在拉伸过程中,亚稳定的转变组织由于应变引起的转变,使材料均匀伸长率提高,增大了抗拉强度与屈服强度的比值。采用轧制(变形量为91.6%)+淬火(830℃)+650℃×1 h的形变热处理工艺后材料的抗拉强度和屈强比分别为1017 MPa和0.94,伸长率为17.5%,综合性能优异。     

某特殊需求的大规格TC4钛合金棒材制备工艺研究

为给某特殊锻件提供满足缺口应力断裂性能的大规格TC4钛合金棒材,将3次真空自耗熔炼得到的5 t重的Ф720 mm TC4钛合金铸锭,分别采用β相区开坯+两相区直拔锻造和β相区开坯+两相区锻造(镦拔+直拔)两种工艺,制成Ф350 mm TC4钛合金棒材。第二种工艺制备的锻棒组织的均匀性及等轴化程度、超声波探伤水平均优于第一种工艺制备的棒材;普通退火处理后棒材的室温塑性和缺口应力断裂性能也较好;各项技术指标均符合标准要求。     

高塑性TC4钛合金医用棒材制造工艺对组织和性能的影响

TC4是一种强度高、塑性良好且应用广泛的钛合金。本文通过不同的拉拔模数和拉拔速度进行4种拉拔工艺试制?7.5 mm TC4钛合金医用棒材。并且对通过4种拉拔工艺，5种温度热处理制度获得20个实验方案的棒材进行显微组织和力学性能对比。实验结果表明：二模拉拔、三模拉拔在700～750°C热处理时，获得力学性能满足：抗拉强度R_m≥930 MPa、规定塑性延伸强度R_p0.2≥860 MPa、断后伸长率A≥16%、断面收缩率Z≥30%，高倍组织达到标准GB/T 13810—2017的要求。棒材软化明显，内部残余应力得到充分消除，棒材的强度值和塑性值配比最佳。     

大规格TC11钛合金棒材热处理后组织与性能分布规律性研究

对规格为?200 mm×1300 mm的TC11钛合金棒材进行970℃/120 min/AC+530℃/360 min/AC热处理,分析了棒材沿长度和直径方向不同位置显微组织、拉伸性能和冲击韧性的变化规律。结果表明:大规格TC11钛合金棒材热处理后,不同位置的显微组织差异较大,沿长度和直径方向由边部至心部,显微组织中α相含量逐渐增加,晶粒长大,同时β相含量降低。大规格TC11钛合金棒材组织差异对材料的综合性能影响显著,沿不同方向由边部至心部,室温、高温拉伸强度及冲击韧性均降低。     

Ti150与TC19异种钛合金钎焊工艺与接头性能研究

高温钛合金Ti150是能在600℃环境下长期服役的新型高温钛合金,TC19钛合金是一种富β的α+β两相钛合金,具有高强度、高韧性的特点。采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni(wt.%)非晶合金箔带作为钎料,进行了Ti150高温钛合金与TC19钛合金的真空钎焊连接工艺研究。通过扫描电镜分析接头组织,利用万能试验机测试接头室温和高温拉伸强度。结果表明:在930℃/35 min钎焊条件下,接头室温抗拉强度955.3 MPa,500℃高温抗拉强度达到540.0 MPa,550℃高温抗拉强度达到505.6 MPa,接头室温拉伸试样断裂于焊缝,断口总体为脆性断裂,接头高温500℃、550℃拉伸试样均断于Ti150基体上或近Ti150端面上,Ti150基体端断口有明显的延伸塑性变形。     

影响外科植入螺钉用钛合金棒材扭转性能的因素

为了使钛合金棒材在外科植入螺钉中得到应用,以普通ψ6.0 mm TC4ELI钛合金棒材为例,对其生产过程进行了不同工艺试验,研究了材料的力学性能、显微组织与扭转性能。结果表明:经不同工艺试验的钛合金平均晶粒尺寸为4~5μm,扭转性能较普通钛合金棒材显著增加,最大扭转角提高31.2%~32.7%,可达到180°以上。相同规格棒材抗拉强度越高,扭转性能就低。同时发现TC20钛合金棒材的扭转性能优于TC4ELI棒材,应与其合金元素有关。     

不同轧制厚度TC4钛合金板材的组织与性能

选取4种不同厚度的TC4钛合金轧制板材,利用金相显微镜以及力学性能试验,对其进行金相组织和力学性能研究。结果表明：经轧制及退火后的TC4钛合金板材的组织为α相与残余β相组成的混合组织,α相的形貌呈现出线条状、等轴状以及细小团状等特征;TC4钛合金板材强度总体呈现出随着厚度的增加先降低再趋于稳定的趋势,而塑性呈现出先升高再趋于稳定的趋势;当厚度为0.8 mm时,TC4钛合金板材的强度最大,抗拉强度为1075 MPa、屈服强度为1027 MPa,且4种规格TC4钛合金板材经轧制退火后沿RD与TD方向的强度与塑性均有一定差值;不同规格TC4钛合金板材拉伸后的微观断口形貌均以韧窝为主,其中厚度为0.8 mm的TC4钛合金板材沿TD方向的断口形貌中除具有韧窝形貌外,还具有一定数量的小平面,韧窝内部存在大量、特别细小的微裂纹。     

TC18钛合金锻棒的纵向和横向力学性能研究

采用横向和纵向试样测定了直径为170 mm的TC18钛合金锻棒的力学性能,以研究该棒材不同方向的力学性能是否有差异。锻造状态的TC18合金棒材晶粒尺寸为200~500 um,沿纵向拉长。晶界上存在不连续的仅相,β基体中分布着大量棒状或球状次生α相。相比于纵向,锻棒的横向拉伸强度略高,断面收缩率和冲击韧度偏低,存在各向异性。锻棒的冲击韧度的高低主要取决于裂纹扩展面的几何因素,与材料的本征塑性和织构关系不大,受晶粒形貌的影响。锻棒的横向断面缩率低也与其晶粒形貌有关。     

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。