热处理冷却速率对粉末TC11组织及性能的影响

该文对采用超高转速等离子旋转电极制粉(PREP)+热等静压(HIP)+双重退火热处理工艺路线制备的粉末TC11产品进行力学性能测试和显微组织观察对比分析,研究热处理双重退火中一次退火的冷却速率对TC11粉末钛合金显微组织和拉伸性能的影响。通过拉伸测试试验结果可知:在热处理过程中一次退火冷却方式由空冷更改为风冷,抗拉强度明显提高,塑性略有下降,TC11粉末钛合金的抗拉强度σb由1040MPa提高到1080MPa以上,屈服强度σ0.2也由920MPa提高到950MPa以上,这是因为粉末TC11显微组织为网篮组织,主要由条片α+相间β相组成,少量细小的等轴α分布在原始粉末颗粒边界处,随着冷速的提高,条片状α长宽比变大,间距变小,网篮编织更加紧密、细致,导致抗拉强度升高,塑性降低。     

不同热处理对TC4钛合金电子束焊接接头组织与性能的影响

对分别处于退火和固溶时效态的TC4钛合金进行电子束焊接,焊后进行不同热处理。采用光学显微镜和X射线衍射的分析方法对这两种TC4钛合金焊接件母材、热影响区及焊缝的显微组织及相组成进行了观察和分析,同时对其进行了室温拉伸和冲击试验。结果表明,同种电子束焊接工艺经过不同焊前及焊后热处理,各区域组织明显不同,由此导致了退火态焊接件抗拉强度低于固溶态焊接件,冲击性能略高于后者,同时这两种焊接件的抗拉强度及冲击性能均高于母材。     

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1 000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。     

Ti-4Al—22V钛合金丝材热处理工艺研究

研究了大气退火、真空退火和在线氩气保护退火三种热处理方式对Ti-4A1-22V钛合金丝材组织及性能的影响。结果表明,大气退火形成均匀的β相组织,塑性较好;真空退火采用炉冷,冷速慢导致β相时效,塑性急剧降低;真空退火采用氩气冷却,β相晶粒较大,塑性较低;在线氩气保护退火,β晶粒均匀细小,塑性高,固溶处理效果最好。     

热处理对TC6钛合金组织和力学性能的影响

本文对比研究了四种典型的热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,并且详细研究了等温退火对TC6钛合金组织和性能的影响。结果表明：冷却速度的提高,合金组织形貌没明显的改变,但亚稳相的比例升高,有析出强化;等温退火中加热温度的提高,a晶粒有明显的粗化现象。普通退火、等温退火、双重退火、固溶时效四种热处理方式的常温和高温强度依次增高而塑性降低;对于等温退火,经920℃／1．5h,FC＋620℃／2h,AC热处理,TC6钛合金可以获得较好的综合力学性能。     

热处理制度对TC21钛合金锻件组织及力学性能的影响

研究了热处理制度对TC21钛合金锻件显微组织及室温、高温力学性能的影响,并与目前我国大量使用的TC11热强钛合金的同类锻件作了对比试验.研究表明,常规锻造工艺生产的TC21钛合金锻件,随着固溶温度的升高,显微组织中初生α相含量降低,室温塑性也随之变差,但高温抗拉强度、高温持久性能等随之升高,高温塑性变化不明显.通过常规锻造工艺加上合理的热处理制度,可获得适于高温环境使用的综合性能优异的TC21钛合金锻件.     

高塑性钛镍合金盘卷矫直丝材的研制

研究了钛镍丝材退火制度、拉拔工艺、矫直工艺对丝材性能的影响。结果表明采用辊模大变形量温拉拔后退火再高温低张力矫直、抛光的工艺路线,可以满足自动律线机对盘卷矫直丝材高塑性的要求。     

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。     

热处理对Ti6242S钛合金组织性能及探伤的影响

采用固溶时效及退火两种工艺对Ti6242S钛合金大棒材进行热处理,研究了不同热处理坯料尺寸对显微组织、力学性能以及探伤杂波水平的影响。结果表明:固溶时效态Ti6242S钛合金大棒材越靠近心部初生α含量越高,而退火态显微组织中等轴初生α相含量较固溶时效态更高;普通退火处理后蠕变性能较差,固溶时效态综合性能最好;固溶时效处理后大棒材水浸探伤底波的均匀性略有提高,而普通退火无此效果。     

研究CT20钛合金管材的冷轧工艺

研究了CT20低温钛合金管材的加工工艺及冷轧变形量、退火温度对管材力学性能的影响。结果表明：CT20合金对加工硬化不敏感,冷轧最大变形量应控制在45％以内;CT20合金管材通过不同温度热处理所获得的等轴、双态和片状组织的室温力学性能差别不大,20K低温下由于孪生变形的发生,片状组织的塑性最好,双态组织则介于片状和等轴组织之间,管材为等轴和双态组织时,冷成型性能优异;对管材进行＋两相区910℃×1h,FC的热处理,可获得综合性能优良的双态组织。     

激光增材制造高温合金原位增强钛合金复合材料的组织与力学性能

采用激光选区熔化成形（selective laser melting,SLM）技术制备TCGH(TC4+GH4169)复合材料,探究TCGH钛合金复合材料的最佳成形工艺参数,并研究沉积态试样和热处理试样的显微组织与力学性能。结果表明：TCGH钛合金复合材料的最佳工艺参数为扫描速率900 mm/s、激光功率150 W,致密度达到99.5%以上。GH4169粉末的添加改变了TC4钛合金材料的固态相变行为,沉积态组织呈现明显高温凝固特征,使得逐行扫描搭接和逐层扫描堆积成形特征变得明显,沿打印方向原始粗大柱状β晶粒尺寸明显减小,复合材料抗拉强度提升。与沉积态试样相比,950℃热处理后,试样显微组织转变为近等轴组织,同时随着热处理温度上升,第二相的回溶导致复合材料的固溶强化作用占主导地位,使得复合材料抗拉强度和塑性均得到提升。     

退火工艺对WRe20热电偶丝材机械性能的影响

研究了退火工艺(退火方式,退火温度,速度,时间)对WRe20热电偶丝材机械性能的影响。发现在1 350℃,保温45min退火获得的0.4mm粗丝具有最佳的抗弯折性能;而0.104 mm细丝采用连续退火工艺,在1 100℃环境下以18 m/s的速度退火,其抗拉强度和延伸率最好,同时随退火温度的升高,丝材的抗拉强度下降而延伸率升高;对于退火条件相同而直径不同的丝材,其延伸率随丝径的减小而减小。研究结果表明合理的退火工艺,可以显著改善加工性能,利于丝材的进一步加工,提高成品率。     

退火温度对TC4钛合金热轧板材的显微组织、织构和力学性能影响

对用电子束冷床炉(EB炉)熔炼的TC4钛合金热轧板材进行三火轧制变形,研究了退火温度对其显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明：TC4钛合金的原始轧态组织为双态组织,由初生α相和β转变组织构成。退火后等轴α相的含量提高,次生α相的含量降低并趋于球化,组织的等轴化程度提高,在900℃退火后合金的显微组织转变为等轴组织。随着退火温度的提高α相晶粒的偏聚方向发生了变化,织构类型由初始的B型织构转变为B型织构与T型织构的混合织构类型,最终再转变为B型织构。在800℃退火后α晶粒的择优取向最弱,其织构类型为B型织构和T型织构组成的混合织构,较强织构的成分为：φ2=0°截面,■;φ2=30°截面,■。对材料进行室温和高温(400℃)拉伸实验,可得到TC4钛合金强度及塑性与退火温度间的关系：退火温度的提高使合金的抗拉强度提高、屈服强度降低、改善了塑性,合金屈强比的降低使其可靠性提高。     

冷拔小口径16MnNiV无缝钢管的显微组织与力学性能演变规律

16MnNiV钢由16Mn, 16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相分析法研究了在拉拔制管过程中小口径16MnNiV无缝钢管显微组织与力学性能的演变,揭示了其微观组织以及第二相析出的变化规律,并计算了其强化增量,相关结果可以为高强度高压油管的材料研制和性能提升提供参考。结果表明,实验钢在拉拔制管过程中的主要组织为铁素体与珠光体,随着冷拔工艺的进行,实验钢的有效晶粒尺寸呈现减小趋势。从析出情况来看,一次拉拔后退火会增加其析出总量,二次拉拔后退火不改变其析出总量。通过EDS分析得知,析出的第二相粒子为VC。经过冷拔过程以及不同的热处理工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度均逐渐增加,伸长率逐渐降低。强化机理计算可知,由于冷拔过程变形量较大,实验钢屈服强度的提高主要来自于细晶强化的贡献。?6.35 mm×3 mm圆管经过热处理后的抗拉强度达到960 MPa以上,屈服强度达到864 MPa,伸长率达到15.5%,...     

在线退火温度对TiNi合金组织和性能的影响

通过对试样微观组织及力学性能进行实验,研究了在线退火温度对TiNi合金丝材组织和性能的影响。实验表明,TiNi合金丝材经过(750~830℃)×2.3min在线退火处理后,丝材抗拉强度均大于960MPa,屈服强度均大于460MPa,延伸率均大于24.5%,断面收缩率均达到25%以上,830℃×2.3min在线退火处理后延伸率和断面收缩率最高,分别为54.5%和64.0%;说明经过830℃×2.3min在线退火处理后丝材塑性得到改善,达到最优。随着在线退火温度的升高,丝材的显微硬度逐渐降低。由微观组织可以看出,830℃×2.3min在线退火处理后丝材晶粒得到了细化。     

电弧增材制造TC4微观组织调控及力学性能研究

目的 研究固溶时效处理对电弧增材制造TC4钛合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 设置了1组时效处理(AT,600 ℃/2 h/空冷)和2组固溶+时效处理(SA1,800 ℃/1 h/炉冷+600 ℃/2 h/空冷;SA2,870 ℃/1 h/炉冷+600 ℃/2 h/空冷)策略,对电弧增材制造TC4钛合金进行了热处理试验。通过扫描电镜(SEM)进行微观组织形貌和断口形貌观察,通过拉伸试验机进行室温力学性能测试。结果 沉积态试样的微观组织均匀性较差,主要由马氏体α¢相、网篮组织、不连续的晶界α相(α Grain Boundary,αGB)和集束组织构成。AT并未完全消除马氏体α¢相,但提高了其延展性。经固溶+时效处理后,马氏体α¢相消失,晶粒内部主要由网篮组织和αGB组成。平均抗拉强度由沉积态的999.67 MPa降低到SA2的936.46 MPa,而平均延伸率从6.23%提高到12.48%,且SA2样品显示出更低的力学性能各向异性。其中沉积态试样抗拉强度、屈服强度和延伸率的各向异性值(IPA)分别为4.82、0.96和28.7。SA2试样抗拉强度、屈服强度和延伸率的IPA分别为0.3、0.42和5.56。结论 固溶时效处理有助于提高电弧增材制造TC4钛合金微观组织均匀性,并显著降低力学性能的各向异性。     

退火温度对新型医用Ti-24Nb-4Zr-1.5Co合金组织和性能的影响

采用钨极电弧熔炼法制备Ti-24Nb-4Zr-1.5Co钛合金,通过控制退火温度改变空冷过程中析出的ω相含量,从而研究退火工艺对该钛合金组织和性能的影响,旨在获得具有更好综合性能的医用钛合金。使用偏光显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和电化学工作站分析组织性能变化。结果表明,随退火温度的升高,合金的抗拉强度和弹性模量降低,塑韧性有所提高。合金的耐腐蚀性能随退火温度的升高而改善。ω相会破坏合金的钝化膜从而恶化耐腐蚀性能,它的含量通过适当的热处理可以严格控制,从而使合金获得高强度、低模量、超弹性及高耐腐蚀性能的优良搭配。     

高压热处理对TC11钛合金组织及力学性能的影响

目的 为提高TC11钛合金的力学性能,对TC11钛合金进行了高压热处理实验研究,并分析了高压热处理对TC11钛合金组织及力学性能的影响规律。方法 采用六面顶压机对退火态的TC11钛合金试样进行高压热处理实验,高压热处理工艺流程如下：分别在1、3、5 GPa压力下,将原始态TC11钛合金试样加热至1 000℃,保温20 min后冷却,然后对高压处理后的试样进行微观组织分析。利用X射线衍射仪（XRD）分析试样物相组成,利用场发射电子显微镜（SEM）分析微观组织形貌和断口形貌,利用透射电子显微镜（TEM）观察试样相形貌和位错密度。通过纳米压痕实验机、维氏硬度计、力学实验机等,测试经过处理的钛合金的室温硬度和力学性能。利用热模拟实验测试TC11钛合金试样400℃时的压缩强度。结果 高压热处理有效提高了TC11钛合金试样的塑性变形抗力、硬度和抗压强度。TC11钛合金在3GPa高压热处理工艺下的室温硬度、室温抗压强度和400℃抗压强度分别为378HV、1 610 MPa和1 442 MPa,与相同工艺的常压热处理相比,分别提高了12.84%、9.89%、8.58%。结论 高压热处理可细化TC11钛...     

退火温度对GH3600合金箔材组织与性能的影响

目的 探究退火温度对GH3600镍基高温合金箔材微观组织及力学性能的影响。为制备综合性能良好的GH3600箔材提供参考。方法 将厚度为2 mm的铸态板材反复轧制退火得到组织均匀的0.3 mm厚度带材,再利用四辊冷轧机将带材轧制成厚度为0.1 mm和0.05 mm的箔材,然后将2种厚度箔材在950、1 000、1 050 ℃下保温1 h后空冷。通过金相观察、电子探针、EBSD检测及XRD分析来研究箔材的微观组织演变。通过拉伸实验检测箔材的室温拉伸性能。结果 随着变形程度的增大,轧制态箔材晶粒沿轧制方向被拉长得更加明显。在相同热处理参数下,0.05 mm退火态箔材晶粒尺寸更小。退火后,箔材晶粒发生了回复再结晶并析出了细小的碳化物。随着退火温度的升高,晶内碳化物逐渐减少,孪晶界比例增大,再结晶程度及晶粒尺寸增大。0.05 mm箔材在1 050 ℃退火时,其晶粒迅速粗化,在厚度方向上出现单层晶,导致箔材的抗拉强度及延伸率出现异常降低的现象,即“越小越弱”的尺寸效应。结论 适宜的热处理工艺有助于改善箔材的微观组织,进而提高其力学性能。0.05 mm箔材在950 ℃下退火1 h时,其延伸率为19.1%,屈服强度以及抗拉强度分别达到293 MPa和560 MPa,综合力学性能良好。     

冠脉支架用CoCr合金管材拉拔工艺与组织分析

对大变形轧制后的CoCr合金管坯在不同退火条件下进行热处理，通过金相显微镜、电子拉伸试验机等分析手段，检测成品管的显微组织及力学性能，分析热处理参数对试样拉伸性能和显微组织的影响，并研究拉拔变形量对试样拉伸性能和显微组织的影响。结果表明：温度为1 100℃、保温时间为10 min,管材的析出物较少，有很好的强塑性匹配，可保证管材的后续顺利拉拔。随着变形量增加，管材晶粒逐渐破碎，并被拉拔成平行于拉拔方向的纤维状，其抗拉强度增大，延伸率减小，变形量为15%时，管材屈服强度显著提高，后续趋于平缓。本研究为制备不同强塑性管材提供依据。