中等Nb含量的(α2+O+B2)三相Ti3Al基合金的研究

中等Nb含量的、含有O相的Ti3Al基合金以及高Nb含量的O相基合金具有比重小、强度高等特性,是适合于650～700℃使用的高温结构材料.本文介绍了一种中等Nb含量的(α2+O+B2)三相Ti3Al基合金(TD3合金)的热机械处理工艺和微观组织特征,以及典型组织的力学性能,并与一些典型的O相基合金,高温钛合金,高温合金进行了对比.对比结果表明,通过适当的热机械处理进行微观组织控制,TD3合金可以获得与Ti2AlNb基合金相当的比强度和高温蠕变性能,其高温冲击韧性、断裂韧性和低周疲劳性能达到了一些钛合金和高温合金在服役条件下的水平.     

时效转变与Ti/(Ti,Zr)2Si复合材料的制备

通过真空自耗电极炉熔炼得到硅锆比为1，2的Ti—Zr—Si合金材料，对合金材料进行了1200℃，3．5h的固溶处理和850℃不同时间的时效处理，通过时效析出反应制备Ti／(Ti，Zr）2Si复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、EDX分析了Ti—Zr—Si合金的铸造、固溶和不同时效阶段的显微组织及其相组成。分析结果表明，硅锆比为1／2(重量百分比)的Ti—Zr—Si合金，铸造组织为块状β—Ti、晶界由块状β—Ti和条状的5—3型硅化物组成；Ti—Zr—Si合金经过850℃，480min的时效处理，5—3型硅化物转变为2—1型硅化物；尺寸细小、分布均匀的2—1型硅化物使制备高性能的Ti／(Ti，Zr)2Si复合材料成为可能。     

吸氢和金相组织对Ti17—Nb合金热稳定性的影响

Ti17-Nb 合金是在美国近代生产的新型钛合金 Ti17的基础上添加少量铌而成。文中介绍了它的性能,讨论了吸氢和不同金相组织对其高温、长时间热稳定性的影响。得出该合金在400～500℃下的热稳定性良好,其热暴露后的室温拉伸延伸率δ≥10%、(?)≥20%,耐热性能相当于 TC9、Ti-679等钛合金,是综合性能优异的α+β型钛合金。     

Ti90及其优化合金的组织与力学性能研究

Ti90合金是我国自主研发的一种新型近α型钛合金,具有高比强度、高韧性、耐蚀和加工性能好等优点。本课题组前期对Ti90合金进行了成分优化,得到一种名义成分为Ti-5. 5Al-4. 0Zr-1. 0Sn-0. 3Mo-1. 0Nb的优化合金。利用X射线衍射仪、金相显微镜、电子探针显微分析仪、电子万能试验机和电化学工作站等检测仪器,对Ti90及其优化合金的组织与力学性能进行对比分析。结果表明,优化合金组织为带有网篮特征的魏氏组织,原始β晶界和α集束清晰可见,有少量残留β相分布于α片层之间。与Ti90合金相比,优化合金的压缩屈服强度与断裂韧性得到了显著的提高,极限应变量有所增加,电化学腐蚀性能较好。     

高强度黄铜的显微组织和磨损性能

添加了Al、Mn、Si、Fe、稀土等元素的高强度黄铜具有高耐磨性能和良好的承载性能,不仅因为材料中Al元素的加大,大大改变α相和β相的比率,还因为Mn、Fe、Si的加入,在材料中形成显微硬度很高的硅化物颗粒,这些颗粒均匀而散分布于β（α＋β）基体相上,形成理想的软基体＋硬质点的耐磨组织。正确地选用合金元素,合理地设计合金成分和采用一定的热处理工艺,不仅可以改变材料中各相的比率,而且可以控制显微组织中硬质颗粒相的粒度、密度和分布,从而使材料的综合性能达到最佳状态。     

Cu-Ni-Al系合金铸态组织研究

对Cu-Ni-Al系合金的铸态组织进行研究,使企业更好地认识和了解Cu-Ni-Al系列合金,进而更好地开发利用该合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪,对Cu-Ni-Al和Cu-Ni-AlTi合金进行观察和分析.结果表明:Cu-9.0Ni-1.4Al合金铸态组织中枝晶组织与偏析区(Ni3Al)界限十分明显,且枝晶组织比较粗大.而Ti的加入促使Ni和Cu的分布变得均匀,并且Ti的加入使合金中有魏氏体产生,致使合金的力学性能降低,减小了合金的变形能力,导致Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金在热轧时有开裂的现象发生.并且能谱分析显示Ni3Al存在于枝晶中和枝晶间,说明Ni3Ti的稳定性较好,在高温时就有Al3Ti形成,在固溶扩散过程中,Ni3Ti被排挤到枝晶之间,形成第二相.     

Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用

探讨Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用，认为Nb参与了γ-相形成，增加γ-相数量，生成Ni3（Al、Ti、Nb）提高γ-相的固溶温度，从而实现第二相强化。同时，Nb促使碳化物相处于均匀弥散分布状态使合金组织均匀化并显著提高室温、700℃拉伸和持久强度，改善塑性。当Nb含量超过1．38％时γ-相析出达到平衡，μ-相结构发生变化，且数量增加，晶界小颗粒状、块状、链状、μ相析出脆化了晶界，降低合金塑性。     

一种高热稳定性等轴纳米晶Ti6Al4V-Cr合金及其制备方法

本发明涉及钛合金材料领域,具体为一种高热稳定性等轴纳米晶Ti6Al4V-Cr合金及其制备方法。该钛合金的化学成分(质量分数,%)如下:Al 5.0～7.0,V 3.0～5.0,Cr 0.01～6.5,余量为Ti。该钛合金的制备方法如下:首先,Ti6Al4V-Cr合金在950℃以上保温一段时间后,快速冷却至室温以获得纳米板条前驱体;随后在温度为650～850℃,应变速率为0.1～5 s-1的范围内对纳米板条前驱体钛合金进行热变形,总应变量大于等于70%,使纳米板条前驱体转变为等轴纳米晶结构。本发明所制备的高热稳定性纳米晶Ti6Al4V-Cr合金具有优异的综合力学性能,可广泛应用于航空航天、生物医疗、石油化工、汽车工业和海洋工程等诸多领域。     

“Ti—15—3钛合金研制”在西安通过鉴定和验收

Ti—15V—3Cr—3Sn—3Al(简称Ti—15—3)钛合金具有优异的性能,它不仅具有与工业纯钛相似的冷成形性能,除可以生产板材、带材、箔材外,还可生产管材和丝材.可在冷状态下加工成形复杂形状的钣金零件,并经时效后获得高的强度,而且该合金具有较好的焊接性能和可淬性.由于这一系列特性,使它在航空零件生产中,成本低于Ti—6Al—4V合金零件,因此,Ti—15—3钛合金是一种较为理想的宇航结构材料.     

γ-TiAl合金表面氧化形貌研究

研究了近片层组织的γ-Ti Al合金在700℃高温状态下0~7 000 h过程中的氧化形貌变化。研究发现:经历了700℃、长达7 000 h氧化样品,氧化层的构成主要为Ti O2和Al2O3混合结构,而且成分的分布并不均匀,在Ti O2层中不连续地分布着富Al2O3相。氧化层形貌主要影响因素为Ti、Al、O的迁移速率以及扩散距离。     

硅化物涂层对Nb?Ti?Al合金力学性能的影响

采用真空电弧炉熔炼法制备低密度Nb?Ti?Al合金铸锭,利用料浆烧结法在铸锭表面涂覆Si?Cr?Ti复合硅化物涂层,使用万能电子拉伸试验机对合金试样和涂层试样进行力学性能测试,研究硅化物涂层对试样力学性能的影响。结果表明,与合金试样相比,涂覆涂层后的低密度铌合金室温力学性能（抗拉强度、屈服强度及延伸率）显著下降。为进一步研究涂覆涂层合金力学性能下降的原因,采用扫描电子显微镜和能谱仪对合金试样和涂层试样进行显微组织观察、涂层/基体界面成分分析及C含量（质量分数）测定。结果表明,涂层试样力学性能下降的主要原因包括涂覆涂层后合金晶粒显著长大,合金中强化元素Al的向外扩散,脆性相Nb₃Al的形成以及Si?Cr?Ti涂层对合金产生的“渗沉效应”。     

快速凝固热强A1—Ti—RE合金设计

以快速凝固A1—4Ti—2V—3La合金作为研究对象，研究合金的显微结构、热稳定性和力学性能。提出为改善Al-Ti—RE基热强合金的显微组织和性能的合金设计原则，应进一步多元化，其中Ni、Cr元素比较理想，它们与Ti的物理性质相近，在α—Al中有较高的极限固溶度和较低的平衡固溶度，在高温有较低的扩散速率，具有较高的表面张力，并能改善熔体的微观不均匀性。     

常规铸造和快速凝固Al-Ti、Al-Ti-La合金的组织比较

在常规铸造中，合金以接近平衡组织凝固，快速凝固技术由于很高的冷却速度，扩大了固溶极限，抑制平衡相的形成，在Al-Ti合金中，随着过冷度的增加，相选择的顺序是：Al3Ti→Al4Ti→过饱和α-Al。在Al-Ti-La合金中，随着过冷度的增加。相选择的顺序是：Al3Ti Al20TiwLa→Al4Ti Al20Ti2La→Al20Ti2La→过饱和α-Al。     

两种Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α型钛合金的性能对比研究

以具有典型组织状态的Ti60和Ti834两种近α型钛合金为研究对象,对比分析了这两种合金600℃×100 h热暴露前后的室温拉伸性能以及这两种合金经激光冲击强化后的性能变化。结果表明:Ti60合金的室温拉伸强度明显高于Ti834合金,而塑性相对较低;经600℃×100 h高温热暴露以后,Ti60和Ti834合金的强度变化均不大,而塑性均急剧降低;激光冲击处理后再经热暴露,Ti60合金和Ti834合金的塑性均进一步降低,可见激光冲击处理对近α型高温钛合金的热稳定性能是不利的。     

电铝热还原法制备TiAl合金理论及试验研究

以钛白粉为原料,采用电铝热还原的方法一步合成制备Ti Al合金。研究了不同温度和不同配铝量对渣—金分离,渣系的物相,合金组织、成分和物相的影响规律。通过理论分析可以看出,焙烧温度提高,渣的黏度降低,有利于实现渣金分离,从试验研究可以看出,温度为1 550℃时渣金分离效果较好;配铝量对还原渣和合金的成分有较大影响,配铝量不足,渣中有较多的低价钛氧化物存在,导致渣的熔点升高和黏度增大,Al/Ti O20.7时,渣—金分离较好;配铝量增加提高了合金收率及钛收率,且使钛铝合金中铝含量增加及物相发生转变,Al/Ti O2=0.7,合金中的主要物相Ti Al和Ti3Al,Al/Ti O2=0.9时,主要物相为Ti Al和Ti Al3。通过XRD、SEM和能谱分析可以看出,合金中夹杂的渣的主要物相为Ca Al4O7。     

熔铸工艺对锌铜钛合金显微组织与熔断性能的影响

作为制备片式汽车用熔断器的主要原材料,锌铜钛合金板带质量对其熔断性能具有决定性作用。以纯锌和不同状态的Zn-Cu-Ti中间合金为原料制备了Zn-0.60Cu-0.12Ti锌铜钛合金,采用全自动图像分析仪、X射线衍射仪(XRD)和电流熔断性能测试仪研究了中间合金化学成分和中间合金加入方式对Zn-0.60Cu-0.12Ti合金显微组织和合金熔断性能的影响。研究结果表明,采用铜和钛含量较低的Zn-15Cu-3Ti中间合金锭加入纯锌液中制备Zn-0.60Cu-0.12Ti合金时,在该合金组织中仍存在少量细小的ε相,采用该合金制备的片式汽车用熔断器熔断性能较差;而采用Zn-15Cu-3Ti中间合金液与纯锌液进行双液混合可基本消除Zn-0.60Cu-0.12Ti合金中的ε相,采用该合金制备的片式汽车用熔断器熔断性能良好。因此,双液混合法是一种制备无ε相Zn-0.60Cu-0.12Ti合金的有效方法,采用该工艺制备的锌铜钛合金可用于制备高质量的片式汽车用熔断器。     

Ti对Super Dyma镀锌合金凝固组织的影响

以Al-10Ti中间合金的形式将Ti元素加入到Super Dyma镀锌合金中,制备了Ti含量分别为0.1%,0.3%和0.5%(质量分数)的Super Dyma镀锌合金金相样品,采用扫描电子显微镜(SEM)研究了Ti元素添加量对Super Dyma镀锌合金凝固组织的影响,利用能谱仪(EDS)分析了Ti元素在这些镀锌合金组织中的分布规律,使用X射线衍射(XRD)分析了不同Ti含量的Super Dyma镀锌合金中的相组成,采用差热分析法(DTA)测定了不同Ti含量的Super Dyma镀锌合金中富铝相的开始凝固温度。实验结果表明,Super Dyma镀锌合金凝固组织由富Al相、富Zn相、MgZn_2相以及Zn/Al/MgZn_2三元共晶组织组成,Ti元素的加入使Super Dyma镀锌合金的起始凝固温度降低,使Super Dyma镀锌合金凝固组织中的富铝枝晶明显变细,MgZn_2相的尺寸大幅减小,并使Zn/Al/MgZn_2三元共晶组织得到细化。     

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金的高温变形行为

Ti-6Al－4V合金的热加工性能好，但冷加工性能差，没有机械加工就难以制成高精度产品．而卢钛合金在固溶态的户单相具有优良的冷加工性，通过时效处理拆出。相，可得到比Ti-6Al－4V更高的强度，如Ti－15V－3Cr－3Sn－3Ai（Ti－15－3）合金经轧制、锻造已用于航空部件、高尔夫球     

Ti40合金热稳定性的研究

研究了Ti40阻燃β钛合金的热稳定性。结果表明，仅固溶处理的Ti40合金具有良好的强度和塑性配合，其热稳定性相对较好；固溶并时效处理合金的热稳定性较差，且时效温度越高，合金的热稳定性也越差。热暴露温度越高，合金的热稳定性能越差。     

氢化钛-石油焦制备Al-Ti-C-Ce母合金显微组织及其凝固机制研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等现代检测分析方法,研究了由TiH_2-石油焦-铝铈合金与铝液制备的不同Ce含量的Al-Ti-C-Ce母合金的显微组织,结果表明:Al-Ti-C-Ce母合金由α(Al),(TiC),(TiAl_3),(Ti_2Al_(20)Ce)相组成; Al-Ti-C-Ce母合金铸样晶界为连续的共晶组织,晶内分布着大量的粗大第二相组织,晶界共晶和晶内第二相中均含有Ti_2Al_(20)Ce相。部分大颗粒第二相组织为复合结构,复合晶粒内部存在颜色较深的α(Al)+Ti_2Al_(20)Ce+(TiC)的包晶组织。线分析结果表明:第二相粒子中,元素C的分布相对均匀,粒子内部C, Al含量相对较低, Ti, Ce含量相对较高, Ce的分布显著高于粒子外部区域;具有复合结构的第二相中所包含的粒子区域, Ti, C含量极高,而Al, Ce含量较低。合金在凝固过程中, TiC粒子作为晶核优先析出, TiAl_3相通过TiC粒子形核,并与游离的Ti, Ce发生包晶反应生成Ti_2Al_(20)Ce相,多余Ce原子会与晶界处的TiC, TiAl_3的复合粒子反应生成TiC, Ti_2Al_(20)Ce复合粒子。含Ti, C, Ce的复合粒子作为领先相优先析出,细化Al-Ti-C-Ce母合金晶粒。