温度对热轧退火态TC4钛合金型材拉伸行为的影响

基于单向拉伸试验,研究了变形温度对TC4钛合金型材力学性能、微观组织和断口形貌的影响规律。结果表明:当拉伸速率1 mm/min时,随着温度的升高,TC4钛合金抗拉强度降低,由室温时的940 MPa降低至820℃时的183 MPa,降幅为80.5%。TC4钛合金的微观组织随温度的升高由魏氏组织向等轴组织转变,β相的体积分数从室温的15.4%增加到820℃的35.3%。试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后变为韧性断裂。     

多道次热压缩对层状TA2纯钛组织与性能的影响

使用Gleeble-1500热力学模拟测试机，分别在860℃与830℃下对过冷β组织的TA2纯钛进行了压缩量为10%～60%、应变速率为10 s^-1的五道次热压缩实验。结果表明，随着压缩量的增加，TA2纯钛的板条组织变细并破碎变短。当压缩量达到50%时，出现细小的等轴晶粒。对压缩量为0%～30%的试样进行拉伸性能测试，结果显示，随着压缩量的增加，材料的强度与塑性协同提升，抗拉强度由初始的444 MPa提升至566 MPa,延伸率由初始的20%提升至28%。对压缩试样进行电子背散射衍射(EBSD)观察，可以观察到少量孪晶，还在极图中发现了棱锥织构。     

工业纯Ti高线盘条的开发

Ti及Ti合金线材应用广泛，但在热加工过程中容易产生多种缺陷，工业连续化生产困难。以工业纯Ti自身特性、热加工图、碳钢盘条生产经验等为重要依据，设计了工业纯Ti盘条孔型系统，制定了加热、轧制、冷却等工艺参数，并在某高线产线上进行了试制。结果表明，纯Ti盘条组织性能及硬度均满足标准的要求，高速线材轧钢设备生产工业纯Ti高线盘条是可行的。     

TC4钛合金高温压缩变形行为与组织演变

利用Gleeble-3500热/力模拟试验机进行不同变形参数(变形温度和应变速率)下的高温热模拟单向压缩试验,对得到的真应力-真应变曲线进行分析,研究了不同变形工艺参数对TC4钛合金单向压缩时真流动应力及其压缩组织的影响。通过对变形后试样的金相组织观察,研究了材料在高温变形过程中的动态再结晶和回复过程。结果表明,流变应力随着应变的增加而迅速增大至最大值,随后开始缓慢降低,最后趋于稳定。随着变形温度升高,晶界破碎化程度逐渐增大,条状组织减少,组织中的次生α相含量逐渐增加。     

EBCHR熔铸TA10钛合金非对称流动及凝固过程数值模拟

熔池中的流动是影响电子束冷床炉熔铸铸锭质量的一个非常重要因素。本工作通过建立三维非稳态模型研究电子束冷床炉熔铸钛扁锭过程中的流动及熔池形态变化，采用混合欧拉-拉格朗日算法模拟非稳态凝固过程。通过设置一系列的能量输入策略，分析了不同电子枪功率下的结晶器内的非对称流动特征、温度场及熔池形态变化。研究结果表明流动及传热共同导致了非对称熔池的形成。钛液从溢流口进入结晶器后，一部分向下流动侵蚀凝固坯壳，一部分由于不同温度下的密度差受到的浮力返回了液面。凝固坯壳被侵蚀后变薄影响对称性，返回液面的钛液改变了液面温度影响了能量吸收效率及液面温度分布。通过优化电子枪的能量输入策略，可以有效的改善熔池的对称性，避免因熔池不对称导致的熔铸缺陷的出现。     

短流程制备的TA1和TA10冷轧钛带组织与性能研究

利用电子束冷床(EB)炉熔铸TA1纯钛和TA10钛合金扁锭，通过直接热轧+冷轧的短流程工艺制备出厚度为0.3 mm的冷轧钛带，研究了TA1和TA10冷轧钛带退火后的显微组织、力学性能及电化学腐蚀性能。结果表明：TA1冷轧钛带由等轴α相组成，而TA10冷轧钛带由等轴α相、少量β转变组织及Ti_2Ni链状颗粒相组成；TA1冷轧钛带具有良好的强度和塑性，TA10冷轧钛带的强度提高而塑性降低；2种钛带在模拟海水介质中都显示出良好的耐腐蚀性能，TA10冷轧钛带具有更高的腐蚀电位、更大的极化电阻以及更小的腐蚀电流和钝化电流密度，耐海水腐蚀性能更为优异。     

退火对海绵钛/电解钛熔炼TC4合金铸锭轧制板材组织性能的影响

以海绵钛和电解钛分别作为熔炼TC4钛合金的原材料,将熔炼后的铸锭进行热轧并退火处理,研究不同原料铸锭轧制的TC4合金板材退火处理后的组织与力学性能。结果表明:去应力退火对电解钛与海绵钛TC4合金板材组织的影响不大。再结晶退火后,电解钛与海绵钛TC4合金板材均有再结晶的等轴α相,而电解钛TC4合金的等轴化程度更高,内部组织更均匀。海绵钛TC4合金板材在经550 ℃退火处理后的应力去除效果比电解钛TC4合金的好,其强度略微降低,而塑性提升更为明显。电解钛TC4合金板材在经过800 ℃退火处理后的再结晶效果比海绵钛TC4合金好,其强度略微降低,而塑性得到极大的提升。两种钛合金板材退火后板材的断裂方式皆为韧性断裂。海绵钛TC4合金板材经退火后硬度降低,而电解钛TC4合金板材经退火后硬度增加。     

海绵钛/电解钛熔炼TC4钛合金铸锭直接轧制板材的组织及性能

分别以海绵钛和电解钛为原材料熔炼TC4钛合金,将熔炼后的铸锭进行热轧,研究两种原材料熔炼的铸锭轧制为TC4轧板后的组织与性能。结果表明,海绵钛TC4热轧板材组织较电解钛晶粒粗大,组织不均匀,而电解钛TC4热轧板材组织为均匀细长、条状交错的α相,呈现出类似网篮组织结构。海绵钛TC4板材的抗拉强度和洛氏硬度明显高于电解钛TC4钛合金板材,而电解钛TC4板材的塑性更好。海绵钛TC4板材的断裂方式为准解理断裂与韧性断裂的复合断裂,而电解钛TC4板材的断裂方式为韧性断裂。