真空退火温度对冷加工态铪棒组织和力学性能的影响

高纯铪锭经过锻造、挤压等加工手段制备成13 mm的棒材,在600~760℃进行了不同制度的真空热处理,通过对比分析热处理前后棒材的低倍组织、显微组织及室温、320℃高温拉伸性能,研究了热处理对棒材组织和拉伸性能的影响。结果表明：热处理后铪棒的低倍组织没有明显变化;随退火温度的升高,晶粒有明显的长大趋势,在600~760℃退火,晶粒度处于9.5~11级。铪棒室温和320℃拉伸强度随着退火温度的提高而降低,室温塑性则随着退火温度提高呈现出先升高后降低的趋势,而高温塑性随着退火温度的提高而增加。     

热处理对Ti-38644钛合金棒材组织和性能的影响

对Ti-38644钛合金ϕ68 mm棒材进行了不同温度、保温时间和冷却方式的热处理试验,研究了不同热处理制度对合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,析出α相含量增大,强度明显下降,塑性提高;随着时效温度的升高,析出α相粗化,强度降低,伸长率随之升高,强化效果降低;随着时效保温时间的延长,析出α相进一步增加,强度呈先增加后降低的趋势,塑性变化与之相反;固溶冷却方式对合金组织性能的影响也很明显,随着冷却速率的加快,获得的β晶粒比较细小,时效后的强度随之明显增高,同时伸长率下降也很明显。为了获得良好的强塑性匹配,最佳的固溶时效热处理工艺为810 ℃×1 h(油冷)+510 ℃×8 h(空冷)。     

热处理温度对TC20钛合金细晶棒材组织和性能的影响

TC20钛合金具有较低的密度、合适的强度以及优良的生物相容性、耐腐蚀性、可加工性等特点,被广泛用作生物医用材料。细小均匀且稳定的显微组织是保障和提高TC20钛合金产品使用寿命的关键,因而研究相同加工条件下,热处理制度对棒材组织及性能的影响具有重要意义。为此,对TC20钛合金细晶棒材进行了不同温度下的热处理实验,分析了经不同温度热处理后棒材的显微组织和力学性能变化。结果表明:热处理温度对T20钛合金棒材显微组织的影响较显著,随着热处理温度的升高,细晶棒材强度持续降低,在800℃处理时强度降低幅度最大,而塑性基本不变。     

热处理工艺对Ti80钛合金棒材组织与性能的影响

研究了几种不同热处理工艺对Ti80钛合金棒材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,显微组织由等轴组织变为魏氏组织;后期需要进行塑性成形时,适宜选择850 ℃保温80 min后空冷的工艺后热处理;经750 ℃保温80 min后空冷的热处理工艺,Ti80钛合金棒材的强度与塑性匹配较好。     

三重热处理对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响

对TC21钛合金进行三重热处理试验,研究了热处理温度和冷却速率对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响。结果表明,TC21合金在β单相区高温(990℃)固溶后,再经历两相区高温(870~910℃)时效和低温(590℃)时效后,合金的显微组织呈现典型的网篮组织。随着第二重热处理温度的上升,片状α相含量和长度显著降低,厚度增加,合金的强度增加,塑性下降。经不同的冷却速率处理后,水冷和空冷试样的显微组织均由α相、β相和马氏体α′组成,而炉冷试样仅由α相和β相组成。三者的拉伸性能相比较,水冷和空冷试样表现为强度较好,塑形较差;炉冷试样表现为塑形较好,强度较差。TC21合金较好的三重热处理工艺为：990 ℃/1 h AC+870℃/1 h AC+590℃/4 h AC。     

奥氏体化温度及冷却方式对20Mn2SiVB钢组织及性能的影响

通过各种试验手段,研究了20Mn2SiVB钢不同奥氏体化温度及不同冷却方式处理后其显微组织及其强度和塑性的变化,确定了最佳的热处理工艺.结果表明：900℃奥氏体化后风冷时钢的强塑性最好;在强塑性最佳时的微观组织是铁素体＋粒状贝氏体.     

奥氏体化温度及冷却方式对20Mn2SiVB钢组织及性能的影响

通过各种试验手段,研究了20Mn2SiVB钢不同奥氏体化温度及不同冷却方式处理后其显微组织及其强度和塑性的变化,确定了最佳的热处理工艺。结果表明:900℃奥氏体化后风冷时钢的强塑性最好;在强塑性最佳时的微观组织是铁素体+粒状贝氏体。     

轧制温度和热处理对TB9钛合金棒材组织和性能的影响

研究了轧制温度和热处理制度对TB9钛合金棒材显微组织及力学性能的影响。结果表明:在800、850、930℃下轧制的TB9钛合金棒材经810℃×30 min/WQ固溶后,显微组织均为等轴β组织,930℃下轧制的棒材组织更加均匀,轧制温度对棒材固溶后的力学性能影响较小。经510℃×12 h/AC时效处理后,棒材的强度和塑性等综合性能随轧制温度的升高变化不大,抗拉强度全部大于1 300 MPa,屈服强度大于1 200 MPa,延伸率大于10%,能够满足某零件对材料的要求。此外,TB9钛合金的强度随时效温度的上升而减小,而塑性逐渐增加。     

锻后热处理温度对TA10钛合金组织及性能的影响

通过拉伸试验,对经过β相区两镦两拔锻造的TA10钛合金棒材不同温度(600~750℃)退火后的力学性能和显微组织进行研究。结果表明:随着退火温度的升高,TA10钛合金的规定塑性延伸强度和抗拉强度下降,伸长率和断面收缩率升高;显微组织由网篮组织逐渐破碎,相同取向的片状α组织随温度升高偏聚在一起,形成长而平直的集束,为魏氏组织;热处理温度为700℃时棒材的规定塑性延伸强度为607 MPa,抗拉强度为687 MPa,伸长率为22%,强度和塑性达到较好的匹配。     

热处理对TA16合金棒材组织和力学性能的影响

研究了不同退火温度及冷却方式对TA16合金棒材组织和性能的影响。结果表明:在600～800℃范围内,随着热处理温度的升高,TA16合金棒材中锻造形成的位错不断减少,屈强比降低;当热处理温度为800℃时,位错消失,组织等轴化,完全再结晶同时伴随晶粒长大,在水冷条件下出现一定数量的退火孪晶;孪晶可强化组织,导致塑性降低,屈强比升高;相同热处理温度下,冷速越快,获得组织晶粒越小;当热处理温度在700～750℃时,棒材的综合性能良好,可利于后续管坯制备和后续冷轧生产。     

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.     

流体机械钢管加工工艺研究

研究了拔制变形量和不同热处理条件对流体机械钢管力学性能和微观组织的影响,并对比分析了随炉冷却和空冷方式下钢管的断口形貌。结果表明,随着拔制变形量的增加,钢管的抗拉强度、屈服强度和显微硬度不断增加。随炉冷却方式下,随着热处理温度的升高,钢管的抗拉强度、屈服强度和硬度呈现先增加而后降低的趋势,在热处理温度为880℃时取得最大值。空冷方式下,随着热处理温度的升高,钢管的抗拉强度、屈服强度和硬度逐渐增加。相同热处理温度下,经过空冷后的钢管的抗拉强度、屈服强度和显微硬度明显更高,但是断后伸长率明显低于随炉冷却的钢管。     

热处理工艺对BT25钛合金锻件的组织与性能的影响

研究了不同固溶温度及冷却方式对BT25钛合金锻件组织与性能的影响。结果表明:同一固溶温度下,空冷的比炉冷的显微组织细小。固溶温度在相变温度以上,空冷的比炉冷的室温强度高,但塑性指标及冲击韧性变化不大。固溶温度在相变温度以下,同一固溶温度下空冷的比炉冷的室温强度稍高、断面收缩率和冲击韧性要高的多、延伸率变化不大,但屈服强度略有下降。高温强度随着冷却速度的提高而呈现略有提高趋势,塑性指标变化不明显。选用固溶温度为相变点以下30～40℃,保温2h空冷+550℃,6h空冷热处理制度,可以保证合金强度和塑性的最佳配合。     

冷却速率对含Cu钛合金显微组织和性能的影响

研究了热处理后的冷却速率对Ti6Al4V-5Cu合金显微组织、力学性能、耐蚀性能及抗菌性能的影响。将合金分别进行不同冷却方式的热处理,即在740℃三相区分别进行水淬、空冷和炉冷,在820℃两相区和910℃单相区分别进行水淬。结果表明,炉冷合金由于初生a相的尺寸和体积分数最大,所以塑性最好;合金在740和820℃分别水淬后,由于组织中存在正交a′′相,其硬度和屈服强度显著降低;合金在910℃水淬后由于存在针状的hcp a′相,其硬度和抗拉强度最高,但塑性最差。随着热处理温度的升高,合金中的元素分布逐渐均匀,其耐蚀性能随之提高。改变冷却速率并不明显影响合金的抗菌性能,不同冷却速率下的合金都具有优异的抗菌性能。     

热处理对Ti6242S合金组织和性能的影响

研究了不同热处理制度对Ti6242S合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti6242S合金在α+β两相区热处理后得到双态组织。随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,强度增加,塑性降低;随着时效温度的提高,析出的次生α相的数量增多,强度先增加后降低,塑性变化不明显。随着冷却速度的提高,合金强度显著升高,塑性降低。本试验得到的最佳热处理制度为965℃×1 h,空冷+595℃×8 h,空冷,可获得良好的组织和性能。     

热处理温度对TA15钛合金管材组织及性能的影响

对TA15钛合金管材试样在750～1050℃范围内进行保温1 h后空冷的热处理,利用光学显微镜、电子万能试验机及摆锤式冲击试验机,研究不同热处理温度对TA15钛合金管材组织及力学性能的影响。当热处理温度由750℃升至850℃时,α_p未发生明显变化而次生α相片层发生了明显的粗化;随热处理温度进一步升高至950℃,α_p数量减少,等轴化的程度升高,次生α相至950℃完全转变为高温β相并在进一步冷却过程中重新析出β转变体;当热处理温度进一步提高至1000℃以上时,显微组织转变为典型魏氏组织。相变点以下热处理时(<1000℃),强度塑性匹配较好,随着热处理温度的升高,强度降低,塑性提高,850℃时达到强塑性的最佳匹配。随着热处理温度的升高,冲击性能呈现先升高后降低的趋势,其中900℃热处理后冲击性能最优。     

固溶时效温度对IMI834钛合金组织和性能的影响

研究了IMI834钛合金棒材经不同固溶和时效热处理后的显微组织和性能,以期获得固溶和时效与合金组织性能的对应关系以及最优热处理工艺。结果表明,抗拉强度和屈服强度随固溶温度的升高先升高后降低,最大强度和塑性值出现在1 005~~1 025℃之间;合金的室温和高温强度及高温断面收缩率随时效温度升高先降低后增加;伸长率及室温断面收缩率先略升高后略降低,合金组织随时效温度变化不明显;拉伸断裂过程中,裂纹在初生α相处萌生;锻态IMI834合金的最佳热处理工艺为(1 005~1 025℃)×2h+水淬+(750~800℃)×2h+空冷。     

热处理对TC4薄板组织与性能的影响

研究了退火温度、保温时间、退火方式及冷却方式等热处理制度对TC4薄板室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,在单片式退火方式下,温度从720℃升高到820℃时,板材的抗拉强度和屈服强度先降低后升高,但其伸长率先升高后降低,退火温度为780~800℃时板材的强度和塑性得到了良好的匹配;当保温时间从30 min延长到120 min时,板材的抗拉强度变化不明显,屈服强度显著下降,但保温时间超过60 min后屈服强度趋于定值。随退火温度的升高和保温时间的延长,初生α和β转变组织的晶粒尺寸都增大,且β转变组织的比例增大。采用真空垛式退火+炉冷方式,退火温度为780℃、保温时间为7 h时板材可获得良好的综合力学性能。     

热处理工艺对TA5钛合金棒材显微组织及性能的影响

经过多火次锻造得到具有均匀细小等轴组织的TA5钛合金棒材,在600~800℃范围内对其进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究不同热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热处理温度在700~750℃,保温时间在60~90 min之间时,得到的组织为更加均匀的等轴组织;棒材的抗拉强度为740 MPa左右,屈服强度在595 MPa左右,延伸率在14%左右,强度和塑性达到较好的匹配。     

锻造和热处理工艺对透平叶片用X5CrNiCuNb16-4钢组织和力学性能的影响

X5CrNiCuNb16-4钢(简称X5钢)是一种透平叶片用钢。对直径为160 mm的X5钢棒材进行了不同工艺的热处理,包括1 020～1 050℃保温1h风冷的固溶处理,固溶处理和时效处理之间820～850℃保温1 h风冷的中间热处理,530～560℃保温2 h空冷的时效处理等。热处理后,检测了棒材的力学性能和显微组织。结果表明:固溶处理温度对钢的力学性能影响较小;中间热处理温度升高,钢的强度性能升高,塑性变化不大;时效温度升高,钢的强度性能下降,塑性稍有改善。此外,还研究了锻造和固溶处理后的冷却速度及镦锻工艺对X5钢的力学性能的影响,检测了某汽轮机X5钢叶片重复热处理后的力学性能。