含稀土相高温钛合金焊接接头的疲劳断裂特性

研究了Ti-60合金电子束焊接接头的显微组织及稀土相的分布特征;对焊接接头高温旋转弯曲疲劳性能进行了试验研究,讨论了影响接头疲劳性能的主要因素.焊后状态下焊缝区中存在大量的α′马氏体组织,焊缝区中的稀土相颗粒弥散分布于晶界及晶内,尺寸在100～200 nm.焊接接头具有较好的高温旋转弯曲疲劳性能,无焊接缺陷的接头均断裂在母材区,稀土相颗粒对裂纹的扩展具有阻碍作用.  

涂层对Ti60合金高温氧化性能及力学性能的影响

研究了四种涂层对Ｔｉ６０合金高温氧化性能及热暴露后力学性能的影响。在７００－８００℃下，溅射纯Ａｌ，Ｔｉ－３６Ａｌ，Ｎｉ－１６Ｃｒ０２．５Ａｌ（均为质量分数，％）和反应溅射Ａｌ２Ｏ３涂层大大降低了Ｔｉ６０合金的氧化速率。综合考虑涂层的抗氧化性能及涂层基材的相容性，７００℃时，Ａｌ２Ｏ３涂层的效果较好；而８００℃时，ＴｉＡｌ支的效果较好，四种涂层不同程度地提高了Ｔｉ６０合金热暴露后（６００℃，１００  

元素Ta对Ti-60A钛合金抗氧化性能的影响

对不同Ta含量的Ti-60A合金在700、750和800 ℃时的高温氧化行为进行测试,并运用X射线、扫描电镜等对Ta的作用进行分析和讨论.结果表明:Ta的加入显著改善合金的高温抗氧化性能,主要表现为Ta促使合金表层氧化物更致密细小,减小氧化膜的厚度,增加氧化膜与基体界面的粘附性,提高表面的稳定性;随Ta含量的增加,Ti-60A合金的氧化速率逐渐降低;Ti-60A合金的氧化动力学服从线性规律,在700和750 ℃氧化时,氧化近似为抛物线型规律;在800 ℃时,氧化近似服从直线规律.  

Ti-60钛合金电子束焊接接头高温下的失效与变形行为

在600℃拉伸条件下,Ti-60钛合金电子束焊接接头的熔合区和热影响区抗变形能力强于母材区(BM),试样断裂于母材区.在600℃持久条件下,当加载应力≤550 MPa时,接头变形以扩散控制的位错攀移为主,变形能力取决于显微组织中的板条边界密度,板条越细,边界密度越高,变形能力越大,断裂位置在接头熔合区;当加载应力接近或550 MPa(母材区屈服强度附近)时,接头的变形以位错滑移为主,断裂位置在母材区.在600℃高周疲劳条件下,疲劳裂纹易萌生于接头母材区,裂纹形核位置在试样的表面或次表面. TEM观察表明,接头母材区的变形以贯穿板条集束的位错滑移为主;而接头熔合区中的位错则局限在单个马氏体板条内部,位错运动特征为攀移及少量滑移.  

Ti-55钛合金连续冷却转变曲线的测绘及显微组织的演变

通过Gleeble热模拟实验,测绘Ti-55钛合金的连续冷却转变曲线(CCT图).结果表明:当冷速由0.1 ℃/s加快到150 ℃/s时,Ti-55钛合金中主要发生β→α与β→α′的相转变过程,其中β→α′转变开始的临界冷速为5 ℃/s左右,Ti-55钛合金中马氏体转变开始温度为855 ℃,转变结束温度为818 ℃.  

电子束快速成形TC18钛合金柱状晶组织的拉伸性能

采用电子束快速成形方法,获得了一种TC18钛合金的柱状晶组织,研究了热处理工艺对该类组织析出相和拉伸性能的影响。结果表明,在740～830℃温度范围内固溶、在550℃时效处理,随着固溶温度的升高,快速成形样品沿柱状晶方向的强度呈上升趋势,塑性呈下降趋势;在830℃固溶处理后,在550～650℃时效温度范围内,随着时效温度的升高,沿柱状晶方向的强度呈下降趋势,而塑性呈上升趋势;拉伸性能随热处理工艺的变化主要取决于热处理过程中产生的二次α相;发现了延性韧窝和沿晶+准解理两种不同类型的断口形貌,并对其形成原因进行了分析。  

包套设计对典型粉末钛合金拉伸性能的影响

采用热等静压工艺制备Ti-6Al-4V和Ti-60两种预合金粉末钛合金,研究两种不同包套形式对粉末合金拉伸性能的影响,采用SEM观察粉末合金的拉伸断口形貌,并利用MSC.Marc有限元分析软件对两种包套在热等静压过程中包套各部位的尺寸收缩进行模拟预测。结果表明:包套结构设计不合理时,焊缝在热等静压过程中存在泄漏的风险,进而会严重恶化粉末合金的性能;有限元模拟仿真可以辅助包套设计,提高效率,对制备粉末冶金近净成型构件有较为重要的工程应用意义。  

加载波形对Ti-60合金疲劳损伤行为的影响

研究了高应力水平下加载波形对Ti-60高温钛合金疲劳损伤行为的影响.结果发现:对于在峰值应力处保载2 min的加载波形,试样的疲劳寿命明显低于无保载的加载波形的试样的寿命;在保载疲劳条件下,单位循环周次内材料的疲劳变形明显增大.SEM观察表明,在保载波形下,疲劳源出现在样品内部,而无保载的加载波形下疲劳裂纹源于样品次表面.TEM观察表明,在两种疲劳加载条件下,都有( 011)滑移系启动.  

Ti60合金表面电弧离子镀Ti-Al-Cr(Si,Y)防护涂层的热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术在Ti60合金表面制备了Ti-48%Al-12%Cr(0.2%Si,0.1%Y,原子分数)防护涂层.利用XRD,SEM和EDS研究了Ti60合金及Ti-Al-Cr(Si,Y)涂层在Na_2SO_4和75%Na_2SO_4+25%K_2SO_4(质量分数)中800及850℃下的热腐蚀行为.结果表明,Ti60合金基体在800和850℃的硫酸盐中发生了严重的腐蚀,腐蚀产物发生了明显剥落.涂层样品在800和850℃的硫酸盐腐蚀介质中,表面形成了保护性的氧化膜,可以有效地保护Ti60合金免受腐蚀破坏.Ti60合金及涂层样品在75%Na_2SO_4+25%K_2SO_4混合硫酸盐中的腐蚀比在纯K_2SO_4中剧烈.Si和Y元素的加入使得Ti-Al-Cr-Si和Ti-Al-Cr-Si-Y涂层在硫酸盐中抗热腐蚀性能优于Ti-Al-Cr涂层.  

冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术研究了固溶处理后的冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,950℃固溶处理后空冷得到的组织由α相与β转变组织组成,水淬与油淬组织主要由等轴α相、针状α'相与羽毛状α'马氏体相组成;与油淬相比,水淬得到的α'相的晶格常数a值减小,b值增大。经时效处理后,固溶后空冷组织的相组成没有变化,油淬与水淬组织中的马氏体相分解为稳定的α相与β相。室温拉伸结果表明:相对于空冷组织,油淬与水淬组织的屈服强度与抗拉强度明显升高,而延伸率明显低于空冷组织,该现象与原始β晶粒内析出的次生α相的弥散程度及界面密度有关。