Microstructure and mechanical properties of high strength as—cast Ti—15—3 alloy

The effects of heat treatment and solidification cooling rate on the microstructure and mechanical properties of as-cast Ti-15-3 alloy prepared by induction skull melting method were investigated.Results show that the microstructure of as-cast Ti-15-3 alloy changes from the features of simplified and larger size of beta grains to finer grain size with increasing solidification cooling rate.After solution treatment and different ageing treatment,alpha phase precipitates in grains interior as well as in grain boundaries.Due to the modification of the precipitate phase,the tensile stength and elongation of the alloy are improved simultaneously.A good combination of the values of 1.406GPa of σb and 4.5% of δ was obtained,which will be satisfied the use of this kind of alloy in critical areas.     

冷坩埚熔铸技术的研究及开发现状

综述了冷坩埚技术的原理和特点、目前的研究及开发现状。冷坩埚具有无污染，可熔化高熔点金属，制备的材料组织均匀等优点。冷坩埚技术在以下领域得到广泛的研究和应用：与熔化技术相结合能高纯均匀熔炼活性金属，通过起熔材料能制备陶瓷材料；与连铸技术相结合能进行冷坩埚电磁连铸技术，提高铸锭表面质量，改善内部组织；与定向凝固和连铸技术相结合的冷坩埚定向凝固技术已成功进行钛合金的定向凝固；与多晶硅制备技术相结合能连续制备多晶硅，杂质含量少；与雾化沉积技术相结合的冷坩埚雾化沉积技术具有熔化合金种类多、适用范围广的优点。冷坩埚的自身特点决定了其必将更受重视和广阔发展前景。     

Ti-13Al-29Nb-2.5MoISM过程中Al元素的挥发损失速率

借助于Kohler三元溶液模型和Miedema二元溶液生长热模型 ,计算了Ti -1 3Al -2 9Nb -2 .5Mo合金中Ti、Al及Nb组元的活度系数 ,并在此基础上计算了合金中组元的平衡分压及Al元素的挥发损失速率 .结果表明 ,组元的活度系数、平衡分压及Al元素的挥发损失速率均随温度的升高而增大 .存在一个临界外压 (约为 1 3 3Pa) ,当外压大于此值 ,挥发损失速率急剧减小并趋于一稳定值 .这给合金熔炼过程中合金成分控制提供了理论指导 .     

Cu-Pb过偏晶合金颗粒生长和Ostwald熟化的相场法模拟

采用计算效率和计算精度较高的Fourier变换谱分析方法求解Cahn-Hilliard相场方程,并耦合热力学数据,对Cu-Pb过偏晶合金在等温情况下液相分离过程中的颗粒生长和Ostwald熟化进行了模拟研究.结果表明,合金体系中两液相区中的第二相颗粒生长和Ostwald熟化过程可以通过调节能量梯度系数和迁移率系数实现.在过饱和基体中第二相单个颗粒生长的计算结果表明,颗粒生长的扩散过程主要是系统自由能作用的结果,能量梯度系数γ对颗粒与基体之间的浓度梯度起调节作用.随着γ的减小,两液相之间的浓度梯度增大,颗粒轮廓线的斜率增加.颗粒半径的生长速率与经典的Zener理论良好吻合.模拟了Cu-Pb过偏晶合金不混溶区析出第二相颗粒半径的分布情况,随着粗化过程的进行,归一化颗粒半径的尺寸分布峰值由初始的小于平均尺寸逐渐向平均尺寸靠近,且最终超过平均尺寸.     

选区激光熔化Inconel 718合金的熔池形态与组织

通过不同扫描速度和扫描方式的选区激光熔化(SLM)技术制备了Inconel 718合金,研究了工艺参数对熔池的形态、凝固组织、晶粒大小和晶粒取向的影响。结果表明,随着扫描速度增加,熔池的深度与宽度的比值增大,曲率增大;而扫描速度为1 450mm/s时,采用单向扫描比十字交叉扫描时深宽比值更大。在熔池内,凝固组织由熔池底部的胞晶向熔池侧面的胞枝晶转变。晶粒以<001>方向择优生长,其晶粒间的取向差角以小角度(<15°)为主。当十字交叉扫描时,随着扫描速度增加,小角度取向差角的分布分数增加。当速度一定、采用十字交叉扫描时,小角度的取向差角占比为62.57%,而采用单向扫描时为47.69%。     

W对γ-TiAl基合金单向凝固组织的影响

采用电弧熔炼并直接在冷坩埚中凝固,得到了具有单向凝固特征的TiAl合金纽扣锭,以此研究了合金元素W对单向凝固组织的影响.结果表明,W对TiAl合金单向凝固的枝晶组织有细化作用,当W含量为2.5%时,可以将凝固组织的晶粒宽度减小到200 μm,二次枝晶间距减小到50 μm.随着W含量的增加,先凝固形成的β相晶粒内部出现网络分布的富W相,并最终转变为B2相.Ti-46Al合金中加入W元素后,片层团尺寸及片层厚度减小.     

TiAl基合金定向凝固中领先相的确定及影响因素

TiAl基合金因其优异的高温性能及较低的密度成为近年的研究热点,室温塑性是其走向工程化应用最主要的障碍。通过定向凝固技术控制TiAl基合金片层取向与生长方向平行时,可有效提高其综合力学性能,领先相的选择及生长取向的控制是TiAl基合金片层取向控制的关键因素。本文综述了定向凝固TiAl合金领先相的类型及生长取向的几种确定方法,及其生长取向的影响因素,最后总结了领先相生长取向控制的研究方向,对制备定向凝固TiAl基合金叶片具有重要的指导意义。     

我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状

结合我国在铸造有色合金领域的发展概况,从合金发展、应用和有色合金熔体技术以及特种铸造在有色合金中的应用角度,分析了五十年来我国在该领域所取得的成绩和存在的问题,以引起广大科技工作者和生产技术人员对这方面自主创新的重视,不断提高铸造有色合金的技术水平,扩大其应用领域。     

热处理TiAl(W,Si)合金的拉伸性能及裂纹扩展

对铸态Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金进行淬火回火热处理,获得了近层片组织和双态组织。对两种不同组织的合金进行室温拉伸试验,并对试样断口和断口附近的组织进行分析,研究了拉伸断裂机制。结果表明:双态组织比近层片组织具有更好的室温塑性和抗拉强度。双态组织中的裂纹可以绕过较小的γ相颗粒,沿γ相和α2/γ片层团的界面扩展,也会以穿越层片的方式扩展。而近层片组织中的裂纹则是以沿片层和穿越片层的混合方式扩展。     

低成本Ti-Al-V-Fe-O合金热变形行为及热加工图

采用真空非自耗熔炼炉制备了低成本Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金。利用Gleeble-1500D热模拟机,研究了其热加工参数为:变形温度875～1100℃、应变速率0.001～1 s~(-1),变形量为70%时的热变形行为。建立了Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金考虑应变量的Arrhenius本构方程,基于动态材料模型建立热加工图。结果表明:变形温度升高,应变速率降低,流变应力降低。通过本构方程计算可得两相区平均热激活能为398.824 kJ/mol,远大于纯钛自激活能,表明热变形软化机制与动态再结晶有关。单相区热激活能为210.93 kJ/mol,略大于纯钛自激活能,以动态回复为主。通过热加工图确定2个失稳区,中等变形温度(950～1070℃)、高应变速率(0.31～0.1 s~(-1))易发生绝热剪切。结合热加工图确定适合的加工区间:应变速率为0.001～0.01 s~(-1),变形温度为875～925℃。