置氢0.11%Ti-6Al-4V合金超塑变形行为及其机制

研究了置氢0.11%的Ti-6Al-4V在800～900℃温度范围和3×10(-4)～1×10(-2)s(-1)应变速率范围内的超塑变形行为,应用光学显微镜研究了变形过程中的组织演变.结果表明:置入0.11%的氢能够显著改善Ti-6Al-4V超塑变形行为,峰值应力较原始合金降低了15～33 MPa,应变速率敏感性指数m值提高至0.497,变形激活能为322 kJ·mol(-1);在840～860 ℃温度范围和3×10(-3)～1×10(-3)s(-1)应变速率范围内,具有最佳超塑性,其延伸率最高达到1530%.0.11%的氢使α相及β相软化的同时促进了动态再结晶,提高了位错的攀移能力并且降低了位错密度;α和β两相比例未发生显著变化,适当的比例在变形过程中有利于两相相互抑制长大.置氢后超塑变形机制与未置氢相同,主要为界面的滑动和晶粒的转动,而位错的运动及动态再结晶为其协调机制.     

约束氢致密化处理对粉末冶金Ti-6Al-4V合金致密度与力学性能的影响

以氢化钛粉和6Al-4V预合金粉为原料,采用真空烧结法制备Ti-6Al-4V合金,然后在高纯氢气气氛中进行约束氢致密化处理,再真空退火去除合金中残余的氢。用光学显微镜观察Ti-6Al-4V合金的显微组织与形貌,测定合金的密度和拉伸性能,并用MTS-810液压伺服疲劳试验机进行疲劳性能测试。结果表明：约束氢致密化处理可使粉末冶金Ti-6Al-4V合金的残余孔隙率从2.5%降低至1.3%,致密度达到(98.7±0.3)%。约束氢致密化处理后,合金的抗拉强度从(936±18) MPa提高到(959±10) MPa,伸长率从(6.7±1.6)%提升到(12±1.1)%。同时疲劳性能得到改善,在0.5%循环应变幅条件下循环周次达到4 670周次。     

氢处理细晶钛合金的拉伸性能及其在牙科上的应用

正氢处理是能够使钛合金晶粒尺寸达1μm以下的为数较少的方法之一。利用这种方法可以使α+β型钛合金Ti-6Al-4V及富β的α+β型钛合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe获得晶粒尺寸小于0.5μm的等轴细晶组织,使合金具有优异的超塑性能。日本学者中東潤对这两种合金进行氢处理,研究其常温性能及超     

Al-5Ti-1B-4Sr中间合金对Al-8Si合金同时细化和变质效果

采用氟盐法和对掺法成功制备了Al-5Ti-1B-4Sr中间合金,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了Al-5Ti-1B-4Sr中间合金的组织及相组成。通过改变Al-5Ti-1B-4Sr中间合金细化变质保温时间,采用微观组织分析和宏观组织分析方法,研究了Al-5Ti-1B-4Sr中间合金对Al-8Si亚共晶铝硅同时细化和变质的效果。研究结果表明,Al-5Ti-1B-4Sr中间合金中含有Al_3Ti相、TiB_2相和Al_4Sr相,Al-5Ti-1B-4Sr中间合金对亚共晶铝硅合金有良好的同时细化变质效果。Al-5Ti-1B-4Sr中间合金可使共晶硅从针状或板片状形貌转变为纤维状或块状。与未变质试样相比,细化变质时间为10 min时,Al-8Si合金中针状或板片状共晶硅显著减少;变质时间超过20 min时,看不到针状或板片状共晶硅存在;当变质时间达到80 min时,部分针状或板片状共晶硅再次出现。随着Al-5Ti-1B-4Sr细化变质保温时间的变化,α-Al的二次枝晶臂间距和共晶团尺寸先减小后增大,细化变质保温时间为30 min时效果最好。Al-5Ti-1B-4Sr中间合金对亚共晶铝硅合金细化变质的孕育期为10~20 min,衰退期为60 min。     

TK Acciai Speciali Terni将建造退火酸洗线

氢处理是少数几种能使α＋βTi-6A1—4V合金产生0．3～0．5μm细晶尺寸的方法之一。氢处理工艺包括氢吸收、淬火、热轧和氢解吸。但是，用这种处理使其它钛材料超细晶化尚未得到检验。日本的冶金工作者为了将这种有效的处理扩展应用到其它钛材料的晶粒细化，研究了双相（α＋βTi-3Al-2．5V、双相（α＋βTi-1Fe-0．350和单相α纯钛的最佳氢处理条件；为了研究晶粒细化材料的拉伸性能，在室温和高温下进行了拉伸试验。     

氢化钛粉和钒铝合金粉直接烧结制取Ti-6Al-4V合金实验研究

随着粉末冶金技术的快速发展,采用氢化钛粉代替钛粉作为主要原料制备钛合金已成为国内外的研究热点。以氢化钛粉和铝钒合金作为原料,使用粉末冶金法直接烧结Ti-6Al-4V合金,在烧结过程中直接脱脂、脱氢,得到Ti-6Al-4V合金烧结体试样,研究烧结温度和保温时间对烧结体试样致密度、硬度及显微组织的影响。结果表明:当烧结温度在1200℃,保温时间为240 min时,致密度达到95.47%;当烧结温度在1220℃,保温时间为270 min时,硬度达到411.30 HV;当烧结温度在1200℃,保温时间为240 min时,试样显微组织晶粒尺寸最细小。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

高能喷丸对Ti-6Al-4V钛合金渗碳层耐磨性的影响

为改善Ti-6Al-4V钛合金的硬度和耐磨性能,利用高能喷丸(HESP)与渗碳复合工艺在合金表面制备强化层。首先对试样进行高能喷丸处理,然后利用无氢渗碳方法对试样的喷丸面进行渗碳。对渗碳后的试样进行微观组织观察、物相分析和元素含量测定,并测试试样的硬度和摩擦磨损性能,研究高能喷丸对Ti-6Al-4V合金渗碳行为和渗碳层性能的影响。结果表明:与直接无氢渗碳试样相比,经过高能喷丸处理后试样的渗碳层厚度以及渗碳层中C元素含量和TiC含量都得到了明显提高。经过复合工艺处理后,试样表层硬度达到了HV 1061,而直接渗碳试样为HV 928. 1,并且在距表层150μm深度范围内其硬度都高于直接无氢渗碳试样;试样的磨损性能也得到了明显提高,在相同条件下磨损量仅为直接渗碳试样的32%。     

氢对β—C^TM合金板材组织与性能的影响

β-C~(TM)(Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr)是一种可通过热处理获得强度、塑性和缺口韧性良好匹配的亚稳β钛合金,虽然β钛合金的氢容限很高,但是热处理获得高体积份数的α相后,氢是否影响β-C~(TM)合金的性能还是一个未知数,研究选用1.5mm厚的β-C~(TM)板材,将其于815℃下固溶处理30min,空冷后氢含量为124ppm,用此作为低氢水平;另一部分板材固溶处理后在     

Ti-6Al-4V合金加工 q

Ti-6Al-4V合金是用途最广泛的钛合金,在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有应用领域中,该合金占到50%以上。在航空业中,Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件,从隔板、机翼、机架到压气机盘、发动机、叶片、气瓶。例如,Ti-6Al-4V在美国F22"猛禽"战斗机总重中占36%。因此,对Ti-6Al-4V零部件进行设计并改进热加工工艺有助于大大降低成本。 1 Ti-6Al-4V合金的级别 　　Ti-6Al-4V合金根据间隙元素含量被划分成两种级别,它们之间的主要差异是氧含量不同。工业级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.16%~0.20%;超低间隙(ELI)级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.1%~0.13%。ELI级中的铝含量比工业级中的稍低。工业级的比ELI级的强度高,延展性稍低,而ELI级的断裂韧性要高出工业级的约25%。因此,ELI级Ti-6Al-4V更适合用于战斗机中对损伤容限有严格要求的部件。而在材料以抗拉强度为设计依据的其它应用中,则通常选用工业级 Ti-6Al-4V。 Ti-6Al-4V是近α合金,具有α+β双相结构。工业级与ELI级Ti-6Al-4V的β转变温度分别为：1010℃~1020℃和970℃~ 980℃。 　　采用形变热处理,可使合金的显微组织发生变化,从针状组织或片状组织(β转变组织)变成等轴(α+β)组织。等轴组织与针状或片状组织的拉伸强度差异不很明显,而等轴组织的延伸率及疲劳寿命是后者的两倍。因此,等轴组织更适合用于对低周疲劳寿命有严格要求的转动部件,例如压气机盘。然而,β转变组织较(α+β)组织有更好的断裂韧性及高温蠕变强度。 2 热机械加工工艺 　　Ti-6Al-4V合金热机械加工工艺步骤如图1所示。 铸锭的初加工主要是在β转变温度以上的机械加工,包括镦锻、侧压、开坯,这些全部是慢速加工,但它有助于使化学成分分布均匀,并且可以破碎铸态组织(β转变组织)。 　　在β加工后采用空冷等快速冷却方法,在原始β相晶界上析出薄α层的针状组织或魏氏组织(层状组织)。原始β晶粒尺寸最好不超过100μm~200μm,α层厚度小于5μm。为了减小原始β晶粒尺寸,通常的做法是,在β加工时,在(α+β)相区,插入几个开坯步骤,以及降低最终β加工的温度。然而,近期许多研究指出,减少原始β晶粒尺寸并没有给热加工带来更多的益处。     

Super—TIX系列钛合金的性能和应用

20世纪 90年代日本开发了低成本民用钛合金 ,合金不用高价的β元素 ,仅使用廉价的 Fe,O,N(一部分合金加 Al)。设计的Super- TIX系列分两大类 ,一类是 Ti- Fe- Al系合金 ,另一类是 Ti- Fe- O- N系合金。下面主要介绍 Ti- 5.5Al- 1 Fe,Ti- 3.5Al- 1 Fe,Ti-1 Fe- 0 .35O- 0 .0 1 N ( Super- TIX80 0 ) ,Ti- 1 Fe-0 .3O- 0 .0 4 N( Super- TIX80 0 N)的主要特性、应用及注意事项。1　Ti- 3.5Al- 1Fe及 Ti- 5.5Al- 1Fe( 1 )拉伸性能　 Ti- 3.5Al- 1 Fe以及 Ti-5.5Al- 1 Fe是为了代替 Ti- 3Al- 2 .5V及 Ti-6 Al- 4V而提出…     

电子束选区熔化成形方向选择对TC4合金性能的影响

采用电子束选区熔化针对不同成形方向进行打印,利用扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了电子束选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织特征,获得了成形后Ti-6Al-4V合金力学性能,揭示了成形方向选择对力学性能的影响规律。结果表明:横向打印产品材料抗拉强度能够达到986 MPa、屈服强度能够到达880 MPa、延伸率能够到达11.2%,明显优于纵向打印产品材料的性能;横向打印材料在打印过程中冷却速度较快,β相先转化成α′马氏体,最后分解为α+β相组成的网篮组织;纵向打印材料在打印过程中材料被反复加热,最终形成魏氏组织(过热组织)。     

β热处理对SEBM Ti-6Al-4V Diamond点阵材料显微组织和力学性能的影响

采用电子束选区熔化(SEBM)技术制备Ti-6Al-4V Diamond点阵材料,研究β热处理(1100℃/2 h/FC)对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,经β热处理后,Ti-6Al-4V Diamond点阵材料的显微组织由原始β柱状晶转变为等轴晶,针状马氏体α′相以及α+β细片层组织转变为相互平行的α+β粗片层组织,且α片层平均厚度由0.8μm增加至7.4μm。此外,Ti-6Al-4V Diamond压缩应变增加,最大可达13.1%,但强度降低;热处理对点阵材料的模量影响较小。点阵材料的结构与材料具有独立性,热处理不会改变Ti-6Al-4V Diamond点阵材料强度、模量与相对密度的指数关系。     

ECAP加工中Ti-6Al—7Nb合金晶界取向对其力学性能的影响

<正>Ti-6Al-7Nb合金与Ti-6Al-4V合金相似,但是具有更强的惰性,是专为医疗应用而设计的。然而,与Ti-6Al-4V合金不同的是,该合金为近α型合金,β相含量小于5%,所以不能通过常规热处理进行强化。众所周知,利用大塑性变形(SPD)技术能够获得超细晶(UFG)纳米结构材料,其晶粒尺寸小于1μm,并且具有优良的力学性能。UFG纳米结构的形成可以使Ti-6Al-7Nb合金的强度得到提高,在许     

Ti-6Al-4V合金的断裂韧性与显微组织的关系

一前言去年,我所曾对Ti-6Al-4V合金的断裂韧性与显微组织的关系作了初步探讨,得出下列结论: 1.β加工或β热处理产生的魏氏组织的断裂韧性最高;略呈方向性的α β组织试样的断裂韧性次之;等轴α β试样的断裂韧性最低。 2.β加工及β热处理试样的断口微观特征呈完全延性断裂,故其断裂韧性最高;而在920℃轧制,920℃或800℃保温1小时空冷的试样中,发现有相当数量准解理并有二次     

Ti-6Al-4V合金失效行为的微观模拟

Ti-6Al-4V合金具有优异的力学性能、抗腐蚀性能及生物相容性,可被用于众多领域。该合金是典型的两相钛合金,其相尺寸、体积分数和分布情况均会对其失效行为产生影响,S.Katani等人采用有限元方法模拟了微观组织形态对Ti-6Al-4V合金(含55%的α相和45%的β相)力学性能和失效机制的影响。实验选用厚度为0.7 mm、经退火处理的Ti-6Al-4V合金轧制板材,其化学成分(质量分数)为0.016 C、     

焊缝中氢的扩散行为及影响因素

 扩散氢会在焊缝中引起氢脆、延迟裂纹等,导致结构产生低应力断裂。为了研究氢的扩散行为,采用水银法和气相色谱法测定了逸出的扩散氢量,并采用真空抽取法测试了不同温度下残余氢的释放量。试验表明,扩散氢量不受焊道数量的影响,它的逸出时间随焊道数的增多而增长,逸出速度随合金含量的增多而降低。随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多,测定出的扩散氢量减少;测氢试样在100~200℃保温时,逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。残余氢量与扩散氢量的多少无关,它与焊缝的含氧量、组织和硬度等有关系。     

Ti-6Al-4V合金加工

Ti-6Al-4V合金是用途最广泛的钛合金,在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有应用领域中,该合金占到50%以上。在航空业中,Ti-6Al-4V合金用作重要的零部件,从隔板、机翼、机架到压气机盘、发动机、叶片、气瓶。例如,Ti-6Al-4V在美国F22“猛禽”战斗机总重中占36%。因此,对Ti-6Al-4V零部件进行设计并改进热加工工艺有助于大大降低成本。1 Ti-6Al-4V合金的级别Ti-6Al-4V合金根据间隙元素含量被划分成两种级别,它们之间的主要差异是氧含量不同。工业级Ti-6Al-4V中氧的质量分数为0.16%~0.20%;超低间隙(ELI)…     

强度高成形性好的钛合金SP—700

日本钢管公司(NKK)研制成功高可成形性钛合金SP-700,已获日本专利,并在英、美、法、德国获得专利使用权。SP-700钛合金成分为Ti-(4～5)Al-(2.5～3.5)V-(1.8～2.2)Mo-(1.7～2.3)Fe。合金密度4.54g/cm~3,略高于Ti—6Al-4V。β转变温度900℃。该合金属具有超细组织(α_初≈3μm)的富β的α+β型钛合金。突出的优点是强度高、可成形性好,有希望代替Ti-6Al-4V,它克服了Ti-6Al-4V加工性能差的缺点。具有明显的热处理效应,下     

利用TDS方法研究氢在两种马氏体钢中的扩散

采用TDS方法研究了氢在两种马氏体钢中的扩散行为,结果发现氢在高铬低铝的D2钢中的扩散显著低于低铬无铝的D1钢。从充氢试样室温放置时氢体积分数下降规律可知,氢在D1钢和D2钢中的扩散系数分别为1.52×10-7和5.3×10-8cm2/s。D2钢中存在大量细小的碳化物,既对氢的扩散起到阻碍作用,降低氢的扩散系数,又可作...