Ta对新β型γ-TiAl基合金板材组织与性能的影响

本文以Ti-42.5Al-2Cr-0.2W与Ti-42.5Al-2Cr-0.2W-3Ta合金板材为研究对象,系统分析了Ta对两种合金的不同状态显微组织及硬度的影响规律与内在的机制变化。结果表明：加工状态下,未含Ta的组织中片层粗大且原始α晶粒较多;含Ta的组织片层细小均匀,再结晶晶粒数量多,原始α晶粒少。热处理状态下,含Ta的组织中片层球化趋势增加,B2相易分解为α2+γ。热处理时间延长,未含Ta的合金组织内的晶团长大速度更快。TEM组织中含Ta的合金板材组织中存在更多的β相以及少量的ω相,不含Ta的组织中β相少且无ω相。此外,硬度分析发现含有Ta的γ-TiAl合金板材硬度值低于不含Ta的合金板材,这与片层细小及β、ω相的数量有关。     

热处理对Ti650钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对Ti650合金电子束焊接样品进行了不同制度的热处理,研究了焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,Ti650合金真空电子束焊缝焊后主要以亚稳马氏体α′相为主。经700℃/2 h AC退火后,焊缝中马氏体α′相发生近平衡相变α′→α,同时焊缝中析出大量次生短针状α相。经1010℃/1.5 h WC+650℃/2 h AC处理后,α相发生了明显粗化和等轴化。次生析出的短针状α与原始粗化的α片层相结合有效地提高焊缝强度,阻碍了裂纹的扩展,使焊接接头在该条件下具有较好的强度和塑性。经固溶时效后再经700℃/2hAC处理,晶界处逐渐析出等轴α,弱化了晶界强度,引起其塑性的降低。综合分析焊缝区的组织和性能,Ti650合金焊接样品采用1010℃/1.5 h WC+650℃/2 h AC进行焊后热处理,焊缝和基体的性能能够获得较好匹配。     

NbTi/Cu多芯复合超导线集束拉拔数值模拟

使用有限元软件平台ABAQUS对Nb Ti/Cu多芯复合超导线集束拉拔过程进行数值模拟,研究了拉拔道次、铜超比大小、拉拔速度对芯丝畸变程度的影响,引入畸变因子进行量化分析,获得了集束拉拔过程中芯丝畸变规律。结果表明:超导线存在空隙时,受力变形情况是影响芯丝畸变大小的主要因素;随着铜超比增加,芯丝畸变程度减小,铜超比大于1. 3后,芯丝畸变不明显;拉拔速度直接影响芯丝畸变程度,存在畸变极小值区间。     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。     

气门弹簧座多工位锻造工艺优化及数值模拟

多工位高速锻造技术是一种新型锻造技术,在很多发达国家已经得到广泛应用,它在提高生产效率的同时也节省了成本。利用Deform-2D软件分别对柴油机气门弹簧座多工位锻造的两种不同方案进行了数值模拟,对模拟得到的应力分布、载荷变化分布、变形量和损伤值分布等信息进行了分析与比较。优化目标要求在多工位高速锻造过程中每个工位模具载荷较小且每工位分布均匀,同时生产出的零件表面质量好,无裂纹。而第2种方案更符合此优化目标。经试验验证,按照第2种方案生产出的零件填充饱满,无裂纹等缺陷,更适用于采用多工位高速锻造的方法进行锻造。     

Ti600合金在(α+β)相区的热变形行为和本构模型

对具有片层状初始组织的Ti600合金的热变形行为进行了研究。变形温度范围为800~960 ℃,应变速率范围为10^-3~1 s^-1。随后提出了应变硬化指数（n）来表征流动软化和加工硬化之间的竞争。并且通过分析流变曲线和观察显微组织研究了该合金的软化行为。结果表明,变形参数对Ti600合金的流变行为有显著影响。当变形超过峰值应变之后,n值逐渐降低,动态软化过程开始占主导地位。微观组织分析表明：热变形过程中,α相的弯曲、破碎、动态回复和动态再结晶行为是造成Ti600合金软化的主要原因。最后基于实验数据,建立了3种本构模型,分别是应变补偿Arrhenius模型、Hensel-Spittel模型和修正的Arrhenius模型,来表征Ti600合金的流变行为。将3种模型预测的流变应力与实验结果进行比较,并计算其相关系数值和平均相对误差值来评估模型的准确性。3种模型的相关系数值分别为0.965、0.989和0.997,平均相对误差值分别为12.86%,9.74%和3.26%。这些结果表明,这3种模型都可以描述Ti600合金的流变行为,而修正的Arrhenius模型具有最高的预测精度。     

支承辊材料45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值测定方法与试验

45Cr4NiMoV钢是大型支承辊的重要材料,其热态成形过程中容易产生裂纹缺陷。深入研究该零件的裂纹形成机理,并对其进行精确预测具有重要意义,而材料的临界损伤值是预测该零件高温裂纹的重要判据。文章基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型,对临界损伤值的实验测定方法进行了理论分析与研究,采用GFL(Gleeble Fracture Limit)方法对45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值进行了测定。实验测得,在变形温度为1100℃、应变速率为0.01s-1的条件下,45Cr4NiMoV钢的临界损伤值为0.63。     

Cr含量对核用近α钛合金组织与性能的影响

本文以核用新型Ti-Al-V-Zr系近α钛合金为研究对象,在基础合金上添加0.76wt%与1.52wt%的Cr元素,研究了Cr含量对近α钛合金组织及性能的影响规律。研究结果表明：Cr的添加量在0.76wt%左右,合金等轴α晶粒尺寸最小;XRD结果显示,Cr含量增加,合金中的β相含量增加。经过900℃退火后发现,Cr能促进了组织中次生α的析出,阻止加热过程中等轴α晶粒过快长大;Cr元素的加入,在不降低合金塑性的条件下,可以显著提高合金的室温抗拉强度和屈服强度。示波冲击试验发现：Cr含量在0.76wt%左右,合金的冲击韧性值最大,屈强比最高。断口结果表明：Cr含量在0.76wt%的T2合金比其他合金断口处颈缩明显,韧窝深,切撕裂棱较小,断裂路径曲折,这与合金的组织中次生α相的数量与形状有关。     

45Cr4NiMoV钢等温转变曲线的测定

采用金相-硬度法,测定了45Cr4NiMoV钢在不同温度等温时的相转变;用JMA方程,计算出了相转变3%、97%所需的时间;绘制出了45Cr4NiMoV钢奥氏体等温转变TTT曲线;结合金相组织观察,研究了该材料不同温度等温时奥氏体转变过程及转变产物的组织形貌,并测定了相转变后材料的硬度。