Ti811和TC4合金的热盐应力腐蚀行为研究

研究了Ti811(Ti-8Al-1Mo-1V)和TC4(Ti-6Al-4V)两种钛合金对热盐应力腐蚀(HSSC)的敏感性.结果表明:Ti811合金对HSSC非常敏感,在相同条件下其热盐应力腐蚀临界应力(σHSSC)明显低于TC4合金,且低于同温度的蠕变强度,而TC4合金的σHSSC高于同温度的蠕变强度;两种合金在HSSC暴露过程中,明显遭受到盐腐蚀,腐蚀产生的氢扩散到基体中,致使合金发生脆化,从而降低合金的室温塑性.     

镦粗变形工艺对TC18组织和性能的影响

研究了不同镦粗变形工艺对TC18钛合金棒材的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,TC18钛合金棒材首先在β单相区加热并施加大变形量锻造,而后在(α+β)两相区加热并以适当变形量锻造,可获得强度、塑性和韧性等综合性能的良好匹配。     

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1 000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。     

α+β钛合金旋转弯曲疲劳性能各向异性的研究

研究了微观组织和织构对β锻造的α + β两相钛合金镦饼旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响,利用OM、SEM、XRD和EBSD等手段表征了镦饼不同方向及不同厚度处的显微组织以及织构分布,分析了微观组织和织构对旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响。结果表明,合金经β锻造后,呈网篮组织特征,原始β晶粒压扁拉长,且晶界处存在再结晶晶粒;镦饼形成β相<100>//轴向的丝织构和α相<0001>//径向的织构。径向试样旋转弯曲疲劳强度优于轴向试样,这与镦饼的原始β晶粒形态和织构类型均有关,原始β晶粒的排布导致不同取向裂纹萌生的难易程度和裂纹扩展路径曲折程度不同;此外,α相和β相织构也造成不同取向在循环加载时滑移系开动难易程度不同造成疲劳强度产生差异。     

固溶时间对Ti-5553显微组织及拉伸性能的影响

研究了两相区不同固溶时间对Ti-5553合金显微组织及拉伸性能影响。利用扫描电镜观察显微组织随固溶时间的演化行为,重点分析了初生α相(α_p)比例及长宽比分布随固溶时间的变化规律,利用EBSD技术表征了固溶保温阶段晶界α相及晶内α的晶体取向演化,利用电子万能试验机进行了室温拉伸性能测试。结果表明:随着固溶时间的增加,初生α比例降低,等轴化程度增加,进一步导致拉伸塑性变形过程中位错运动的阻力及合金强度降低;晶界α_p在固溶过程中是以"热切口"的形式发生截断,然而截断部分晶体取向仍保持一致。     

TC4-DT电子束焊接头显微组织及疲劳裂纹扩展行为

在光学显微镜下对TC4-DT钛合金电子束焊接头显微组织进行了分析,讨论了接头不同位置显微组织特征.比较了疲劳裂纹始于焊接接头不同位置时的宏观裂纹扩展路径及裂纹扩展速率,依据焊接接头显微组织特点讨论了显微组织对疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明,电子束焊接头沿熔深方向显微组织存在一定的差异;文中条件下,与母材区相比焊缝熔合区及热影响区具有较高的疲劳裂纹扩展抗力,导致裂纹扩展路径逐步偏向母材区,最后讨论了裂纹扩展路径的偏折对裂纹扩展速率的影响.     

ZTC4钛合金铸件表面缺陷对疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了铸造ZTC4钛合金表面缺陷对恒ΔK下疲劳裂纹扩展路径、速率、塑性应变的影响。采用高分辨透射X射线三维成像法、扫描电镜、网格法对疲劳裂纹扩展路径、形貌和塑性区进行表征。结果表明,疲劳裂纹扩展路径向缺陷位置偏转,缺陷附近裂纹扩展速率明显增加,表面缺陷与疲劳裂纹相交位置塑性变形量相对较大。     

热处理对高弹高强高韧钛合金性能的影响

研究了高弹高强高韧钛合金热处理与性能的关系.结果表明热处理后的组织对高弹高强高韧钛合金有显著的影响.双态组织结构具有高的拉伸性能和低的韧性,β转变组织有良好的断裂韧性.合金通过β三重热处理可获得强度高、塑性好和韧性高的综合性能.β三重热处理时,固溶处理的冷却速度影响合金的性能.合金的弹性模量与合金成分和热处理有关.     

化学腐蚀工艺对激光选区熔化成形TC4钛合金表面粗糙度的影响

采用化学腐蚀技术解决激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)成形钛合金表面黏附粉末导致表面粗糙的问题,系统研究了腐蚀溶液成分及工艺参数对SLM成形TC4钛合金表面粗糙度的影响。研究结果表明,腐蚀液的成分配比与腐蚀时间是主要的影响因素,随着HF/HNO₃体积比的减小,样品表面粗糙度降低效果减弱。当HF/HNO₃=1/4时,随着腐蚀时间的增加,样品表面粗糙度显著降低,但当腐蚀时间过长时会造成对基体的损伤。当HF∶HNO₃体积比=1∶4,腐蚀时间为9 min时,样品表面粗糙度为2.52 μm,同时腐蚀处理过程对样品的尺寸影响较小(降低0.12 mm),此时达到一个最佳状态。     

动态加载时β钛合金马氏体相变研究

为了研究应变速率对β钛合金马氏体相变的影响, 采用分离式霍普金森压杆对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe β钛合金进行了不同应变速率下(400~1 600 s^-1)的动态变形, 采用光学显微镜、电子背散射衍射和透射电镜研究了动态变形后的微观组织。结果表明, 提高冲击功和应变速率可以提高Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe β钛合金的屈服强度, 当应变速率为1 600 s^-1时, 屈服强度可达1 250 MPa。在动态冲击过程中, β晶粒中出现大量板条状α'马氏体, 马氏体的面积分数随应变速率的增加而增大, 说明应变速率对β钛合金的马氏体相变起着重要作用。应变速率会加速马氏体相变, 是因为随着应变速率增加, 马氏体的形核位置更多, 马氏体形成的吉布斯自由能降低。