TA6钛合金板材换向轧制工艺研究

通过设计两种换向轧制工艺,采用2 800 mm四辊可逆热轧机成功制备了满足GJB 2505A—2008标准要求的3.5 mm厚TA6钛合金薄板,并研究了轧制工艺对TA6钛合金板材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:采用这两种不同轧制工艺轧制TA6钛合金板材,当总变形量为72%时,板材内部均为混乱的魏氏组织,且组织均匀性差,纵横向抗拉强度差值大于50 MPa;随着变形量增大,组织不断细化,强度不断提高,当变形量达到89%以上时,与B工艺相比,采用A工艺得到的板材组织均匀性更好,且纵横向抗拉强度差值小于20 MPa。采用A工艺制备的TA6钛合金板材退火后为细小均匀的再结晶组织,且力学性能满足G...     

轧制工艺对TC11钛合金厚板组织和性能的影响

文章通过控制TC11厚板材的轧制温度和开坯变形量,测试不同工艺板材的组织和力学性能,认为β单相区开坯的热态组织为理想的网篮组织,57.2%以上大变形量开坯是得到均匀网篮组织的关键。同时研究了轧制温度和变形量对TC11钛合金组织和性能的影响,经β相变点以上开坯61.2%大变形的TC11板材热态组织为均匀的网篮组织。退火后得到细小的双态组织,综合力学性能良好。成功研制出了激光成形基板用TC11钛合金厚板,为增材制造TC11钛合金大型复杂结构件奠定了基础,填补了国内TC11钛合金增材制造基板的研究和制造空白,推进了钛合金增材制造工业的发展。     

TA15钛合金中板组织与力学性能研究

采用一次换向+四火次轧制、二次换向+四火次轧制和一次换向+三火次大变形轧制3种工艺制备了厚度10.0mm的TA15钛合金中板，研究了轧制工艺对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：3种TA15钛合金中板显微组织均为α+β两相区加工组织，但采用二次换向+四火次轧制的样品B显微组织中初生α相尺寸最为细小、等轴化程度最高；3种TA15钛合金板材室温和高温力学性能均符合GJB 2505A—2008标准要求，但采用一次换向+三火次大变形轧制的样品C室温和500℃高温抗拉强度横纵向差异最小，500℃高温持久性能最佳。     

利用成分不良的TC4钛合金铸锭制备合格板材的工艺研究

为了充分利用某批因添加回收料较多而造成O含量较高或不均匀的TC4钛合金铸锭,以该批铸锭为研究对象,研究了不同锻造工艺对锻坯组织及成品板材力学性能的影响。结果表明：经三火次锻造获得的7 mm厚热轧板材的力学性能不稳定且有较多不合格;经六火次锻造可获得以等轴和短棒状α相为主的双态组织,轧制后得到的4.5mm厚成品板材的伸长率可达12.5%~19%,且强度较高;经四火次锻造可获得以长条状α相为主的组织,轧制后得到的4.5 mm厚成品板材性能合格,伸长率为12.5%~17%。综合分析知,通过四火次锻造加三火轧制可得到组织均匀、性能稳定的TC4钛合金成品板材,实现对O含量较高或波动较大的TC4钛合金铸锭的应用,且生产成本较低。     

细晶TA15钛合金板材制备工艺及其超塑性研究

研究了β淬火和换向轧制对TA15钛合金板材显微组织和力学性能的影响,并对显微组织最为均匀细小的板材进行了超塑性能测试。结果表明,增加β淬火工艺,可以提高板材显微组织的均匀性,细化晶粒尺寸,提高板材的室温拉伸强度;采用换向轧制工艺,能够显著减小横纵向组织差异,提高组织均匀性,使板材横纵向性能差异减小;对同时采用β淬火和换向轧制工艺制备的板材进行超塑性拉伸试验,在850-920℃、0.001-0.01 s-1试验条件下,板材具有良好的超塑性能,且超塑性能对拉伸温度和拉伸应变速率均较为敏感。不同的应变速率下,温度对超塑性能的影响规律不同。     

包覆叠轧TA7钛合金薄板的组织与力学性能

为了解决TA7钛合金板材冷加工困难的状况,对TA7钛合金薄板采用包覆叠轧工艺进行热轧直接成品轧制,可以有效简化工艺、降低成本。分析两种不同加工工艺下板材的组织、织构与性能。结果表明:采用包覆叠轧工艺可以使TA7钛合金板材获得较好的组织,具备较好的综合力学性能。     

轧制工艺对TA15钛合金薄板组织及力学性能的影响

研究了不同轧制工艺对TA15钛合金薄板显微组织和力学性能的影响。结果表明,经均匀化处理在α+β相区换向包覆叠轧轧制后可以获得晶粒尺寸均匀细小、力学性能均匀的TA15钛合金薄板。     

轧制工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响

研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织分布均匀。两种不同轧制工艺生产的成品板性能均满足GB/T 3621标准要求,且多道次冷轧工艺生产的薄板表现出了优异的综合性能,其强度、塑性以及冷弯性能要明显优于热叠轧工艺。     

轧制工艺对TA7钛合金板材表面开裂的影响

由于TA7钛合金热加工温度范围窄,加工工艺塑性差,锻造、轧制等加工环节易于开裂。为了减少其开裂,轧制采用三种方法:采用相对较低的轧制温度一火轧制爆炸复合纯钛板坯;采用高温短时加热,相变点以上温度开坯;冷轧改用350~400℃温轧。结果表明:上述方法可有效提高加工塑性,降低开裂风险,并获得了良好的组织性能。     

轧制工艺对热轧钨板材组织和性能的影响

比较了一火一道，一火两道和一火三道的热轧工艺制度对钨板材质量的影响，结果表明：采用传统的一火一道工艺轧制的板材无开裂，工艺可靠，但板材纤维组织粗大，有部分再结晶组织出现，切削和磨削过程中出现掉渣现象；采用一火两道工艺轧制时，通过减少两道次轧制之间的时间，可以充分保证板材轧制温度和塑性，轧制的板材中纤维组织细小均匀，保留部分亚晶粒组织。通过适当延长板材最终退火时间可提高后续加工性能；采用一火三道次轧制时，板材加工温度明显降低，加工后出现明显的边裂，加工性能明显降低。因此，可以采用一火两道次工艺轧制磨光钨板材，从而实现加工工艺的优化。     

两种工艺制备的TA18钛合金棒材组织性能的比较研究

采用径向锻造和轧制两种工艺分别制备了Φ45 mm TA18钛合金棒材,研究了径向锻造和轧制工艺参数对棒材组织和性能的影响。结果表明,两种工艺路线制备的Φ45 mm棒材都具有良好的力学性能。轧制棒材退火后的α再结晶晶粒更为细小均匀。轧制棒材的抗拉强度、屈服强度和伸长率较径向锻造棒材高,且轧制棒材的R/2处和心部力学性能相差很小。     

电子束冷床炉制备的TC4合金直轧工艺性能研究

应用电子束冷床炉熔炼制备了TC4钛合金扁锭,对其板材的直接轧制工艺进行了研究。结果表明:铸锭经换向轧制后获得了均匀的等轴组织,板材各项力学性能满足要求,性能稳定性优于传统工艺制备的板材。针对EB一次扁锭,最佳的成形工艺为直接轧制的短流程工艺,特别适用于制备大规格宽幅板材。     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

CT20钛合金挤压管坯冷轧过程中的组织演化

采用包套挤压方式制备CT20钛合金管坯,经两道次两辊开坯轧制和一道次多辊精轧获得Ф85mm×2．5mm成品管材。研究了开坯、精轧一系列冷轧变形过程中的组织形态和室温力学性能变化,建立了挤压管坯加工过程的组织演变模型。结果表明：挤压制备的CT20钛合金管坯,其组织为细小均匀的网篮组织;对CT20钛合管坯进行大变形率（ε总=70％）的两辊开坯轧制,能够获得细晶组织;多辊精轧管材加工态组织与上道次冷轧态组织相比变化不大,经900℃退火后形成均匀的等轴组织。     

异步轧制AZ31镁合金板材的孪晶组织及织构北大核心CSCD

采用异步轧制（AR）工艺和同步轧制（NR）工艺制备了AZ31镁合金板材,分析了AZ31镁合金板材的组织性能和力学性能,研究了轧制过程中孪晶组织和织构的演变规律,以及异步轧制工艺参数对镁合金板材组织、织构和力学性能的影响。结果表明,在压下量为3％～15％的范围内,异步轧制与同步轧制板材在晶粒尺寸以及均匀性上有相似的变化趋势。在变形初期,随压下量的增加,孪晶数量不断增加,孪晶使异步轧制与同步轧制板材中晶粒取向都发生偏转,即C轴趋向于垂直于法向（ND）,从而使初始挤压板材的丝织构强度减弱;当压下量达到24％时孪晶大量减少或消失。在压下量为3％～24％的范围内,同步轧制对板材力学性能的影响并不明显,峰值应变呈交替性变化,异步轧制板材在压下量达到24％时,表现出了良好的塑性变形能力,抗拉强度达到309MPa,峰值应变达到16．3％。     

轧制工艺对TC4ELI钛合金超宽幅厚板材组织与力学性能的影响

采用3种轧制工艺制备了δ42 mm×2100 mm×8000 mmTC4ELI钛合金板材,利用光学显微镜和万能拉伸试验机分析不同轧制工艺对TC4ELI宽幅厚板材的组织与性能的影响。结果表明:3种轧制工艺制备的板材组织分别为典型的变形魏氏、网篮和等轴组织,等轴组织具有较多的等轴初生α相,可产生均匀的应变,因此塑性良好;由于保留有原始β晶界的魏氏组织和网篮组织中的片状和短板条状的α束域取向不同使裂纹扩展路径变得曲折,故韧性较高,3种组织中网篮组织的强韧性匹配较好。根据海洋工程用钛合金材的工况条件,优选出合金强韧性匹配较好的轧制工艺。     

加工工艺对TA18板材性能的影响

试验研究了两种不同生产工艺流程、不同热处理制度及不同冷轧加工量对TA18钛合金板材组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明:TA18钛合金板材生产过程中采用换向+β热处理工艺流程,可实现板材的横、纵向力学性能差异较小,且板材强度较高;随加工量增大,冷轧阶段板材强度降低,伸长率升高。TA18钛合金板材采用680～740℃的热处理制度,均可得到均匀的等轴组织。当退火温度高于720℃,晶粒开始长大,强度下降,伸长率提高。     

TC1钛合金宽幅薄板轧制工艺研究

对比分析了包覆叠轧和冷轧两种工艺制备TC1钛合金宽幅薄板表面质量、组织形貌和力学性能,并研究了成品退火温度对冷轧板材力学性能和组织的影响。结果表明:这两种工艺生产的TC1钛合金薄板力学性能均可满足GJB 2505A—2008要求,冷轧工艺生产的TC1钛合金成品板材表面质量良好,性能稳定,晶粒更为细小;冷轧板材成品退火温度控制在550~580℃较为适宜。     

激光熔化沉积快速成形TA15钛合金电子束焊接头力学性能与组织

为了进一步探索激光熔化沉积快速成形TA15钛合金的焊接性能,通过对激光熔化沉积快速成形钛合金之间以及与普通板材TA15钛合金电子束焊接的研究,获得了电子束焊接头力学性能与显微组织。结果表明:在力学性能方面,激光熔化沉积快速成形制造TA15接头力学性能优良,焊接系数大于0.9;在组织方面,激光熔化沉积快速成形TA15之间、激光熔化沉积快速成形和板材TA15之间焊缝中心的显微组织均为网篮组织,拉伸断裂呈韧性断裂特征。     

轧制对Ti600钛合金组织及性能的影响

研究了三辊轧制对航空发动机用Ti600钛合金组织及性能的影响。结果表明,三辊轧制后横向板材的组织β相和α相相继发生了再结晶而生成了等轴的α+β共晶组织,轧后板材的晶粒得到了一定程度的细化,均匀性也得到较好的改善。板材纵向组织主要由初生α相、次生α相和β相基体组成。轧制后钛合金板材的力学性能得到提高,尤其是横向方面增加很明显试样,横向室温力学性能的增加幅度均在15%以上。钛合金断口均具有撕裂棱、韧窝,属于准解理断裂。韧窝主要集中在晶界处,其中以片层团与α相之间的晶界处较多。