飞行保护头盔用TC4护目镜支架的热处理研究

为解决头盔用TC4合金护目镜支架强度低的问题,对其进行真空热处理,用金相显微镜、扫描电子显微镜等研究真空热处理工艺对护目镜支架显微组织及性能的影响。结果表明：在真空度为1×10^-3Pa下,1 000℃保温20 min后淬火,合金发生相变,平均尺寸为2.6μm的等轴α相转变为宽度约为870 nm的细小片层α相,并弥散分布于β基体中,β晶粒平均尺寸约为260μm。相对原始组织,经真空热处理后,合金屈服强度和抗弯强度分别从1 596、1 942 MPa提高到1 806、2 170 MPa,分别提升13%、12%,这是因为纳米片层α相弥散分布的强化效应,显著提升了合金的强度等力学性能。     

多尺度层状组织结构TC21钛合金及其对力学性能的影响研究

本文选用典型的高强韧TC21钛合金,利用基于伪调幅分解机制的“Step quenching”热处理工艺调控和优化多尺度层状组织结构及其力学性能。利用 SEM、TEM 等研究多尺度层状组织结构的微观组织形貌、断口表面形貌、横截面裂纹扩展形貌等特征。结果表明等温淬火温度对α相析出行为和合金力学性能有强烈影响。将试样在930℃ 固溶1h,分别在0℃-600℃ 温度范围等温保温2小时后水冷到室温,次生α相的宽度逐渐增加,硬度先增加后稍有降低,在400℃保温的硬度达到最高值;将试样从880℃-960℃固溶1h,并在400℃等温保温2h后水冷至室温,分别获得粗片层组织、多尺度层状组织和细片层组织,合金的硬度和强度随固溶温度升高依次增加。然而,多尺度片层组织表现出优异的抗裂纹扩展能力,其断裂韧度高达104MPa?m1/2,显著高于粗片层组织（67MPa?m1/2）和细片层组织（33MPa?m1/2）,机制分析结果表明这归因于滑移难以穿过相界面、曲折的裂纹扩展路径和裂纹偏转等特性。