热变形对TC11-Ti2AlNb电子束焊接件力学性能的影响

本文应用纳米压痕和维氏硬度的方法表征了TC11/Ti2AlNb电子束焊接焊缝区域在不同状态下的硬度和弹性模量分布,结合组织的演变分析了微纳米尺度的力学的变化。结果表明：在TC11合金的热影响区,马氏体α"相的分解是显微硬度降低的主要原因;而在焊缝以及Ti2AlNb热影响区区域,相的析出导致了显微硬度的增加。通过热变形以及锻后热处理都能够提高焊接区域的弹性模量。相比较而言,焊接态的焊缝弹性模量只有92GPa;而在变形和热处理后,弹性模量的值达到了130GPa。通过拉伸实验结果分析,焊缝在变形及热处理后屈服强度得到了较大提高,这和焊缝区域硬度和弹性模量的变化趋势一致。     

等温变形对异种钛合金焊缝组织性能的影响

通过改变等温变形工艺参数探讨了焊缝显微组织的变化机理与焊件的室温拉伸性能。结果表明:在较低应变速率下,以较大变形量变形时,焊接界面晶粒细化与位错切过晶界和晶内的O/α2相条及O/α2发生拉长、颈缩而断开的机制有关,变形量小时则主要以位错切断晶界及晶内O/α2条为主。应变速率低(10-4s-1)和高(10-2s-1)时,出现的粗细不同条状O/α2相是与动态再结晶的响应速率有关。在980℃,以10-2～10-4s-1应变速率和30%～50%变形Ti2AlNb/TC11双合金焊接接头,可得到高于TC11合金的室温强度。     

锻后热处理对TC17钛合金组织与性能的影响

通过改变时效温度研究热处理制度对β锻造后TC17钛合金显微组织和力学性能的影响,并根据其服役要求选择较佳的热处理制度。结果表明:随着时效温度的升高,显微组织中晶内次生片层状α相集束尺寸增大,位向关系变得简单,β相转变组织含量增多,合金的强度减小,塑性及断裂韧性升高,采用800℃×4 h,WC+660℃×8 h,AC较佳热处理制度,TC17钛合金的室温拉伸性能、断裂韧性及高、低周疲劳性能均满足技术标准要求,且各项力学性能匹配良好。     

TC17双性能整体叶盘模锻件的研制

整体叶盘是将叶片和轮盘通过先进的工艺联为整体,从而大大简化结构和减轻重量的结构,是高推比发动机设计的重要发展方向之一.航空发动机整体叶盘各部位服役的环境不同,对叶片和轮盘的性能要求也不一样.     

TC21钛合金β单相区晶粒长大行为研究

研究了高损伤容限型钛合金TC21在单相区不同司加热温度和不同加热时间条件下的β晶粒长大行为.结果表明.在单相区加热.TC21钛合金β晶粒等温长大曲线近似满足抛物线规律.在970、980和990℃等温退火时,晶粒长大指数n分别为0.38、0.34和0.32；晶粒长大激活能为283 KJ/mol.     

近等温成形IN718合金的组织和力学性能

对IN718合金进行近等温成形,研究了始锻温度、变形和应变速率对锻件拉伸性能的影响.结果表明:始锻温度对拉伸性能的影响最显著;随着始锻温度的升高合金的晶粒度水平降低.间隙相的形态和含量是影响拉伸性能的直接原因,含量适当的针状初生态间隙相对拉伸性能的提高十分有力,而短棒状长大后的间隙相对拉伸性能的作用较低.间隙相的长大与合金的位错密度和成形温度关系密切.在间隙相的完全析出条件下,即在能量和温度的公共作用下,针状初生相迅速长大成短棒状;而在不完全的间隙相析出条件下,间隙相仅在变形后期析出并且不发生长大,保持初生的针状形态.     

显微组织对TC18合金裂纹扩展速率的影响

对具有不同组织的TC18合金棒材和TC18锻件的L-T向裂纹扩展速率及其断口形貌进行了研究。结果表明:在应力比R相同时,TC18棒材的裂纹扩展速率要高于TC18锻件,表现为TC18棒材Paris公式中的C值约是TC18锻件Paris公式中C值的1.5～2.0倍;随着应力比R的增大,TC18棒材和TC18锻件的裂纹扩展速率均增加,而应力强度因子幅ΔK对裂纹扩展速率的影响程度降低;TC18锻件的裂纹扩展速率低于TC18棒材,这与其具有不同的显微组织密切相关,TC18锻件具有网篮组织,而网篮组织中裂纹的扩展路径曲折,裂纹扩展中需要消耗较多的能量,因此表现出较低的扩展速率。TC18棒材具有双态组织,而双态组织中裂纹的扩展路径比较平直,裂纹扩展中吸收的能量少,因此表现出较高的扩展速率。另外,TC18锻件的宏观断口中可观察到二次裂纹,二次裂纹的形成和扩展释放了裂纹尖端应力,消耗了更多的能量,从而使裂纹扩展速率降低。     

退火对Ti-22Al-25Nb/TC11电子束焊接接头组织与拉伸性能的影响

研究退火对电子束焊接Ti-22Al-25Nb/TC11接头组织和拉伸性能的影响。结果表明,在TC11侧热影响区,出现针状α相;而在Ti-22Al-25Nb侧热影响区,出现少量的α₂相和O相;经过退火处理后焊缝区缺陷有小幅度改善,沿晶界出现了细小的点状和针状析出相;焊态的Ti-22Al-25Nb/TC11试样抗拉强度低、塑性差,退火处理后的室温拉伸性能无改善甚至有所降低。要更大程度地消除缺陷、提高性能,只能通过压力加工的方式配合后续热处理才能实现。     

梯度热处理对Ti3Al/TC11双合金焊接界面组织和显微硬度的影响

研究经近等温变形的Ti3Al/TC11双合金在梯度热处理前后,焊接界面显微组织和显微硬度的变化。结果表明,Ti3Al侧热影响区的显微组织在梯度热处理前后变化较小是因为晶界α2相较稳定;焊缝区显微组织变化较大,究其原因是近等温变形造成的晶粒破碎和Ti、Al、Nb等原子的扩散,造成α、α2相互制衡,致使不能形成连续晶界α2或晶界α;TC11合金基体经过梯度热处理后从网篮组织转变成等轴组织;显微硬度的提高是因为Ti、Al、Nb扩散,造成α、α2尺寸小、弥散分布所致。     

基于热加工图研究粉末高温合金的热变形行为

利用热加工图分析了FGH4096粉末高温合金的热变形行为,评定了益加工区,预测了变形失稳区;结合热加工图与组织分析建立了此合金在真应变0.65下的微观变形机制示意图。不同应变量下获得的热加工图表现出一致的特征:从低温/低速区到高温/高速区存在明显的益加工带;而低温/高速区和高温/低速区则是被预测的变形失稳区。HIPedFGH4096合金的热加工性能直接受动态再结晶的影响:在低温/低速和高温/高速下发生的完全再结晶及其粗化过程均对应着高的能量耗散率,有利于合金的热加工;而在低温/高速下动态再结晶受到抑制,潜在着原始颗粒边界萌生裂纹而导致变形失稳的可能性。