TiAl基合金室温塑性的影响因素及改善方法

TiAl基合金因其低密度、高的弹性模量和比强度以及高温抗氧化性等特点而受到广泛的关注,成功应用于航空航天以及汽车工业等领域。但其较低的室温塑性限制了常温条件下的应用。主要讨论了TiAl基合金的室温脆性的影响因素,提出了解决室温脆性的方法,为改善合金的室温塑性提供了理论依据。     

铸造铝合金的细化机理

综述了不同种类细化剂Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B、Al-Ti-C对纯铝及铸造Al-Si合金细化效果的影响,阐述了细化剂细化机理,主要为异质形核和相反应机制。Al-Ti-B中B的含量对Al-Si合金细化效果有重要影响,过量的B有利于细化Al-Si合金。探讨了稀土元素对细化剂组织形貌的影响,研发高效的Al-Ti-B-RE、Al-Ti-C-RE为主要发展方向。     

合金装备

无数与日常生活息息相关的事物都是由合金制成的,在手表的世界里, 用来制造表壳的不锈钢、玫瑰金全部都属于合金材料,就连用作指针、螺丝的蓝钢也不例外。 近年来,通过手表的设计师们对新材料的不断探索与实践, 多种各具特色的新型合金材料在手表的制作中得到应用,例如钛、钨、钯、锆、钽等等。     

TiAl合金断裂韧性的影响因素及其韧化机制

TiAl基合金具有低密度、高比强度、高比刚度、良好的抗蠕变性能以及高温抗氧化性能等优点,成为一种很有希望的航空、航天及汽车用高温合金,但其断裂韧性低一直是阻碍TiAl基合金应用的重要原因。分析了TiAl基合金断裂韧性的主要影响因素,介绍了改善断裂韧性的主要途径,在此基础上概述了近年来关于TiAl合金韧化机制的论述,包括内在韧化和外在韧化机制。内在韧化来源于基体滑移和韧性相韧化,外在韧化机制起源于剪切韧带韧化、裂尖钝化、裂纹分叉、偏转和扩展、显微裂尖的屏蔽、孪晶韧化等。     

TiAl合金精密铸造计算机数值模拟的研究现状与展望

TiAl合金具有低密度、高比强度,以及良好的抗蠕变、抗氧化性等性能,精密铸造工艺可以较好地实现TiAl合金零件尤其是复杂结构零件的成型。利用计算机数值模拟手段优化精密铸造工艺,可提高铸件品质,降低成本及缩短产品试制周期。对TiAl铸件的充型和凝固过程以及其应力和微观组织的计算机数值模拟的研究现状进行了综述和展望。     

Ti45Al8Nb0.5B0.2C合金的组织及高温氧化行为研究

研究了Ti45Al8Nb0.8B0.2C合金的组织及高温氧化行为。XRD、SEM、TEM及EDS分析表明,合金热等静压后的组织为γ和α2相组成的片层组织,片层团晶粒内部与层片团晶界处存在条状或点状白色相TiB2;高温淬火合金发生α→γm相变,在α+γ两相区时效合金组织由不同取向的细小层片和层片交界处的α2相组成。氧化增重实验及XRD、SEM分析表明,合金在900和1000℃氧化100h,氧化反应常数分别为0.00192和0.31637,幂指数分别为1.1381和2.0076。合金在900℃氧化100h后氧化层厚度大约为4μm,从外到内依次为:不连续的Al2O3层/Al2O3+TiO2混合层/富Nb层/基体。合金在1000℃氧化100h后氧化层厚度大约为5μm,从外到内依次为:TiO2/Al2O3+TiO2/氮化物层/基体。     

TiB2/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。     

超薄板焊后波浪变形的形成原因及控制方法探讨

针对超薄板焊后面外失稳变形的机理以及矫正的研究目前仍较少。以厚度为0.07 mm的不锈钢金属箔为研究对象,建立基于壳单元的有限元计算模型,采用热-力顺序耦合的方法针对激光焊中出现的波浪变形现象进行数值模拟。波形分布的数值模拟结果与实测基本吻合。分析认为在整个焊缝长度上的焊接应力会在焊接过程中自身平衡,拉伸应力区外会有压应力来平衡,从而产生间隔分布的局部压应力区导致波浪变形出现。发现采用0.15%的预拉伸方法可以大大减少薄板的面外失稳变形量,其主要原因是焊后焊缝中的塑性应变发生了由压缩向拉伸应变的转变。采用滚轴碾压可以矫正焊缝处的波浪变形,随焊碾压可以使超薄板焊后整体面外变形幅度降低,由原来的0.46 mm下降至0.25 mm,直径72 mm滚轴碾压后焊缝处波浪变形高度差被基本控制在0.002 mm之内,接近平直。研究结果对提高超薄板结构的焊接质量具有积极的参考价值。