Ti-23Al-17Nb合金双态组织的控制

研究Ti-23Al-17Nb(at%,下同)合金在不同热处理条件下形成的双态组织的微观细节特征及其形成规律,分析双态组织细节特征对力学性能的影响,探讨综合改善合金拉伸性能和高温持久性能的途径。结果表明,经α2+B2两相区温度变形的该合金,通过固溶处理/连续冷却和固溶快冷+时效两种方式的热处理均可形成双态组织。其中固溶快冷+时效方式可以实现O相板条数量、尺寸、分布及排列更有效的控制,时效温度的降低有助于板条的细化和混乱排列。在α2相等轴颗粒形貌及体积分数基本一致(约15%～20%)的情况下,O相板条体积分数的增加有利于合金高温持久性能的显著提高,但会造成合金室温拉伸延伸率的下降;O相板条的细化有利于合金室温和高温拉伸性能的同时改善,但使高温持久性能有所降低;通过1060℃固溶处理/油淬+850℃时效处理获得的双态组织具有强度、塑性和高温长时性能的最好匹配。     

"航天运载火箭发动机用Ti3Al基合金研究"项目成果简介

“航天运载火箭发动机用Ti_3Al基合金研究”项目是为了适应我国国防建设配套关键新材料之需求,研制开发航天运载火箭发动机用Ti_3Al基合金(包括以Ti_2AlNb为基的O+B2合金)。结过5年的努力,已全面完成了项目的研究目标和内容。在合金性能及其工艺研究方面取得了重大进展,在部件制作应用研究方面也取得了突出成绩。归纳为以下几个方面。     

粉末注射成形钛铝烧结工艺研究

利用Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(%)气雾化预合金粉末为原料, 采用注射成形工艺制备了TiAl合金材料, 研究了TiAl合金烧结工艺以及烧结工艺对烧结体显微组织、密度和性能的影响. 结果表明: 烧结体在超固相线液相区烧结得到密度最高. 在1450 ℃保温30 min, 烧结体的相对密度达到95%, 抗压强度为2105 Mpa, 压缩率达到30.9%, 接近铸态合金力学性能. 烧结体在α γ相区和α相区保温1 h, 相对密度分别为73%和85%. 在1300～1400 ℃, 随着片层团的增加, 烧结体组织由双态组织逐渐变为全片层组织. 在超固相液相区, 随着γ相的减少, 烧结体组织由近片层组织逐渐转变为全片层组织.     

Ni3Al基合金复杂薄壁件精铸过程数值模拟

Ni3Al基合金复杂薄壁件的精铸成形很困难,容易出现浇不足和热裂等缺陷.文中运用Procast铸造模拟工程软件对薄壁件铸造过程的流场、温度场及应力场等进行模拟,对Ni3Al基合金大尺寸薄壁精铸件的精密铸造工艺进行了优化,采用Ni3Al基合金复杂薄壁件的高模温铸造,从而实现了薄壁件的顺利充型,并提高了薄壁件的质量.     

Effect of deformed microstructure on mechanical properties of Ti-22Al-25Nb alloy

Effect of the deformed microstructure on mechanical properties of an orthorhombic （Ti2klNb） based alloy of Ti-22Al-25Nb （mole fraction, %） has been investigated. It was found that the deformed microstructures in different portions of a flee forged rod with diameter of 30 mm were quite different and thus resulted in the different mechanical properties after the same subsequent heat-treatment. One deformed microstructure with less primary α2/O particles and a larger and equiaxed B2 grains resulted in poor RT ductility, but the other one with a relatively larger amount of the primary α/O particles and non-equiaxed B2 grains had good combination of the tensile strength and ductility both at RT and 650 ℃. It was also found that two different deformed microstructures were obtained for the hot rolling plates with thickness of 3 mm even processed under an identical nominal rolling and the same post-deforming heat treatment conditions. One only has 3.5% of RT tensile elongation and the other up to 8%.     

用电子束焊接Ti3Al基金属间化合物

研究了电子束焊接工艺对Ti-23Al-17NbTi3Al基合金板材焊接质量的影响以及焊后热处理制度对焊件拉伸性能的影响.分析了热处理后熔合区成分及显微组织.结果表明,该合金具有良好的电子束焊接性能,焊接参数可在一定范围内调整,焊接速度对焊接质量的影响较大.发现未经焊后热处理熔合区的组织主要为β/B2相;在650℃拉伸时,断裂发生在熔合区,为沿晶断裂.经850℃×2 h焊后热处理,熔合区组织中有α2和O相析出,使合金获得了较好的综合力学性能.经750℃×2 h焊后热处理,热影响区转变为O相近等轴晶的粗大组织,致使合金的室温拉伸塑性下降.     

Improving hot deformability of TiAl alloys by minor additions of Ni and Mg

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌａｌｌｏｙｓａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｅｒｏｓｐａｃｅｅｎｇｉｎｅｍａｔｅｒｉ ａｌｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[1] .Ｓｅ     

等温锻造TiAl合金超塑性的研究

对等温锻造后的ＴｉＡｌ－ＣｒＶ的超塑性进行了研究。发展在适当变形条件下，等温锻造状态的ＴｉＡｌ合金也可表现出较大的超塑性。同时发现，高温氧化对该合金的超塑性能有所影响。在较低温度下低氧压预处理可以改善此合金的抗氧化性和超塑性，在较高温度则显不足。     

硅在等温锻造TiAl合金中的分布及其对合金超塑性的影响

通过在９００～１２００℃的温度区间，以５．５×１０－４ｓ－１的初始应变速率拉伸等温锻造后的ＴｉＡｌ－ＣｒＳｉ合金，研究ＴｉＡｌ合金的超塑性及硅元素的作用。研究发现，等温锻造的ＴｉＡｌ－ＣｒＳｉ合金在很宽的温度区间都表现出较好的超塑性；合金的断裂与孔洞的形成和连接有很大关系；Ｓｉ在ＴｉＡｌ合金中以形成新相的形式存在，并对孔洞的形成和连接起阻碍作用。     

等温锻造TiAl合金超塑拉伸断裂机理的研究

通过对等温锻造ＴｉＡｌ合金的超塑拉伸断口和组织的扫描电镜观察，研究了其超塑拉伸断裂的机理。发现等温锻造ＴｉＡｌ合金在超塑拉伸过程中，不同形态的孔洞的产生，长大和连是导致试样断裂的主要机制。