退火工艺对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金组织及室温力学性能的影响

以Ti6Al4V球形粉末为原料,利用激光选区熔化成形方法制备了Ti6Al4V合金试样,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试等手段,研究了退火工艺对Ti6Al4V合金室温力学性能及组织的影响规律。结果表明: SLM成形沉积态Ti6Al4V合金室温抗拉强度超过1200 MPa,而平均断后伸长率仅为4.0%;在650 ℃下进行真空退火处理,合金的抗拉强度仍保持在1200 MPa左右,规定塑性延伸强度R_p0.2高于1150 MPa,但试样的断后伸长率<10%;而在750及800 ℃下进行真空退火处理,合金试样的抗拉强度降至1100 MPa左右,规定塑性延伸强度高于1050 MPa,伸长率达到甚至超过10%,材料的综合强韧性得到明显提升。随着真空退火加热温度和保温时间的增加,SLM成形Ti6Al4V合金原始β晶界逐渐变模糊,晶粒趋向于等轴化。与此同时,快速冷却转变的α′针状马氏体未出现明显地粗化。     

TC4钛合金低压电子束熔丝沉积层组织与性能

对TC4钛合金进行了低压电子束熔丝沉积试验，探究了该方法的可行性，并分析了沉积层数对微观组织和性能的影响. 结果表明，在加速电压为10 kV的低压时也可完成TC4钛合金的多层熔丝沉积. 多层沉积之后得到的沉积件的平均显微硬度在260 HV左右，只有沉积件底部条带状纹理聚集处的显微硬度接近退火态TC4基材的288 HV. 条带状纹理产生于多层沉积的过程之中，β相晶粒受热循环影响而发生了β → α + α′ + β的转变，其中硬度较高的网篮状α′相与片状的α相组成了条带状纹理，该显微组织的特点是随着与基板距离的增加，网篮状组织逐渐融入片状组织. 沉积件的拉伸断裂形式为韧性断裂，最高抗拉强度为862 MPa，略低于国家标准，这是因为在多层沉积的沉积件中β柱状晶会变得巨大，同时还会出现等轴晶，晶粒的巨大化使得沉积件的抗拉性能出现了下降.     

李飞1,2，张平1,2，苑玮琦1,2

关键词： 板式换热器波纹板；波纹深度；激光位移传感器；非接触式测量；矩；多线程     

钛合金抛光工艺对表面变质层的影响

抛光工艺作为工件加工的最后一道工序,对工件表面质量影响很大。页轮抛光具有高速和自锐特点,能够抛光出高质量的工件表面,因此在航空航天领域应用广泛。本文从页轮抛光钛合金试验出发,研究了页轮粒度、页轮线速度和进给速度对表面变质层的影响。试验结果表明,抛光变质层内均为残余压应力状态,最大压应力层约为200μm;表面出现了加工硬化现象,最大硬化程度和深度分别为14.7%和20μm;微观组织中没有产生明显的晶粒扭曲和细化现象。     

In-situ Fabricated TiB2 Particle-whisker Synergistically Toughened Ti（C,N）-based Ceramic Cutting Tool Material

The mechanical properties of ceramic cutting tool materials can be modified by introducing proper content of nanoparticles or whiskers.However,the process of adding whiskers or nanoparticles has the disadvantages of high cost and health hazard as well as the agglomeration;although a new in-situ two-step sintering process can solve the above problems to some extent,yet the problems of low conversion ratio of the raw materials and the abnormal grain growth exist in this process.In this paper,an in-situ one-step synthesis technology is proposed,which means the growth of whiskers or nanoparticles and the sintering of the compact can be accomplished by one time in furnace.A kind of Ti(C,N)-based ceramic cutting tool material synergistically toughened by TiB_2 particles and whiskers is fabricated with this new process.The phase compositions,relationships between microstructure and mechanical properties as well as the toughening mechanisms are analyzed by means of X-ray diffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM).The composite which is sintered under a pressure of 32 MPa at a temperature of 1700℃in vacuum holding for 60 min can get the optimal mechanical properties.Its flexural strength,fracture toughness and Vickers hardness are 540 MPa,7.81 MPa?m~(1/2)and 20.42 GPa,respectively.The composite has relatively high density,and the in-situ synthesized TiB_2 whiskers have good surface integrity,which is beneficial for the improvement of the fracture toughness.It is concluded that the main toughening mechanisms of the present composite are whiskers pulling-out and crack deflection induced by whiskers,crack bridging by whiskers/particles and multi-scale particles synergistically toughening.This study proposes an in-situ one-step synthesis technology which can be well used for fabricating particles and whiskers synergistically toughened ceramic tool materials.     

两种Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α型钛合金的性能对比研究

以具有典型组织状态的Ti60和Ti834两种近α型钛合金为研究对象,对比分析了这两种合金600℃×100 h热暴露前后的室温拉伸性能以及这两种合金经激光冲击强化后的性能变化。结果表明:Ti60合金的室温拉伸强度明显高于Ti834合金,而塑性相对较低;经600℃×100 h高温热暴露以后,Ti60和Ti834合金的强度变化均不大,而塑性均急剧降低;激光冲击处理后再经热暴露,Ti60合金和Ti834合金的塑性均进一步降低,可见激光冲击处理对近α型高温钛合金的热稳定性能是不利的。     

《兵器材料科学与工程》稿约

<正>本刊1978年创刊,以促进军民两用材料的研究与应用为宗旨,主要报道国内外金属材料、无机非金属材料、复合材料、材料制备工艺、失效分析、理化测试等方面的科研成果,通过对国内外新材料领域研究热点及研究成果的交流与研讨,促进我国新材料产业的发展。优先刊登国家级、省部级各类基金项目,863计划项目和火炬计划项目,等等。重点刊登镁、铝、钛合金材料、复合材料、特种钢材料、髙性能陶瓷结构材料、特种功能材料、稀土材料、纳米材料、高性能密     

不同稀土含量Ti-600合金的高周疲劳性能

研究了不同稀土含量的Ti-600合金光滑试样在应力比R为0.1,加载频率为100 Hz左右时的室温高周轴向应力疲劳性能,并分析了稀土元素对该合金疲劳断裂行为的影响。研究结果表明:10~7周次疲劳后,含0.1%(质量分数)Y和含0.2%(质量分数)Y的Ti-600合金以及Ti-1100基体合金的条件疲劳强度极限分别为537、500、605 MPa。这表明添加稀土元素Y后,合金的疲劳极限降低,且其疲劳极限随稀土元素含量的增多而减小。所形成的稀土氧化物Y_2O_3粒子尺寸差别较大,其椭球长轴尺寸为几百个纳米甚至几个微米,并且Ti-600合金的裂纹萌生与稀土相颗粒的断裂有关。