第二相添加对7715D高温钛合金力学性能的影响

通过加入中间合金的方式向7715D钛合金中加入第二相,研究了合金元素对7715D高温钛合金力学性能的影响.研究结果表明:添加一定量的Ta、B和C后,材料的相变温度发生改变,室温拉伸性能和高温拉伸性能都有显著提高;通过对拉伸断口进行观察,初步研究合金的断裂机制.     

气体元素对ZTC4铸造钛合金力学性能的影响

为提高ZTC4钛合金铸件质量,研究了气体元素(H、N、O)含量对ZTC4铸造钛合金力学性能的影响.结果表明,氢、氮、氧在一定范围内能够提高合金的强度;氢控制在0.010％～0.012％,氮控制在0.01％～0.02％,氧控制在0.10％～0.15％时,有利于提高ZTC4钛铸件的综合性能.生产中对自耗电极、铸型、后处理等生产过程进行的技术规范严格控制有利于控制铸件中气体元素含量,获得优质的钛铸件.     

合金元素对TC4钛合金动态力学性能的影响

利用分离式Hopkinson压杆装置,在应变率=2000,3000,4000s-1加载条件下,对4种TC4钛合金的等轴组织试样进行了动态压缩试验,得到了不同状态下的动态真应力-应变(σ-ε)曲线。结果表明:随着Al、V含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力、均匀动态塑性应变和冲击吸收功都有所增加,动态力学性能有所提高;随着间隙元素含量的增加,TC4钛合金等轴组织试样的平均动态流变应力和冲击吸收功有所提高,而均匀动态塑性应变有所降低。     

Fe元素对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了添加少量的Fe元素（〈0.2%,质量分数）对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金（TA15-Fe）的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明：添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。     

元素替代对正畸用β钛合金（TMA）组织与力学性能的影响

用Cr、Fe或Ce替代β钛合金Ti-11Mo-6Zr-4Sn(TMA)中的部分Mo和Sn,利用X射线衍射仪(XRD)分析了合金的物相结构,用扫描电镜(SEM)观察合金组织形貌、结合电子能谱(EDS)分析了合金元素的分布,利用纳米硬度计测试合金的弹性模量,数字式显微硬度计测试显微硬度,研究了合金元素与均匀化热处理(900 ℃×2 h)对TMA组织和力学性能的影响.结果表明,均匀化热处理前后合金元素Cr、Fe的加入不改变TMA的β相结构;元素Ce、Sn的存在不改变TMA的主相结构,但是在均匀化热处理后添加了Ce、Sn的合金出现了少量的α相和ω相;Cr、Fe替代部分Mo和Sn可提高TMA的杨氏模量和显微硬度,而Ce替代部分Mo则使TMA的杨氏模量和显微硬度降低.     

合金元素Nb、Ta、Fe、Zr对钛合金组织和性能的影响

综述了Nb、Ta、Fe、Zr四种元素对β钛合金组织和力学性能的影响,以期对合金的设计起到指导作用.     

填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响(英文)

采用Ni、V、Cu等填充材料进行钛合金与不锈钢的电子束焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射对接头的微观组织进行分析。通过抗拉强度和显微硬度评价接头的力学性能,分析讨论填充材料对钛/钢电子束焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:填充材料有助于抑制Ti-Fe金属间化合物的产生。所有接头均由固溶体和界面化合物组成。对于不同的填充材料,固溶体和界面化合物种类取决于填充材料与母材之间的冶金反应。对于Ni、V及Cu填充材料,界面化合物分别为Fe2Ti+Ni3Ti+NiTi2,TiFe和Cu2Ti+CuTi+CuTi2。接头抗拉强度主要取决于金属间化合物的脆性。采用Cu填充金属的接头抗拉强度最高,约为234 MPa。     

热-机械处理对亚稳β钛合金微观组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、透射电镜和力学性能测试等手段,系统研究了热-机械处理对亚稳βTi-25Nb-2Mo-4Sn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:由于合金中β稳定化元素含量不足,固溶处理后的合金中含有大量的α"马氏体,合金呈现低屈服强度。经过相同的时效处理(400℃/2 h),固溶态和冷轧态样品的相组成分别为β+ω和β+α相。冷变形引入的大量位错和晶界可有效抑制时效过程中ω相的形成,并促进α相的析出。冷轧态样品经475℃时效15 min后弹性模量为65 GPa,屈服强度和抗拉强度分别为1033和1113 MPa,实现了低模量和高强度的良好匹配。     

成分微调对中强钛合金组织与力学性能的影响

通过成分微调在Ti-6Al-4V合金基础上发展了一种基于Ti—Al—V-Si四元系TC4S两相钛合金。研究表明，添加少量合金元素Si，并对Al，V元素含量进行微调，使新合金的主要力学性能得到提高，强度、塑性和断裂韧性得到良好匹配，从而满足了设计要求。TC4S合金可以在不明显降低塑性和韧性的前提下，比Ti-6Al-4VELI合金的强度提高80MPa-100MPa。     

元素Ta对Ti-60A钛合金抗氧化性能的影响

对不同Ta含量的Ti-60A合金在700、750和800 ℃时的高温氧化行为进行测试,并运用X射线、扫描电镜等对Ta的作用进行分析和讨论.结果表明:Ta的加入显著改善合金的高温抗氧化性能,主要表现为Ta促使合金表层氧化物更致密细小,减小氧化膜的厚度,增加氧化膜与基体界面的粘附性,提高表面的稳定性;随Ta含量的增加,Ti-60A合金的氧化速率逐渐降低;Ti-60A合金的氧化动力学服从线性规律,在700和750 ℃氧化时,氧化近似为抛物线型规律;在800 ℃时,氧化近似服从直线规律.     

钛合金激光焊接接头的组织和力学性能

对2.5mm厚BT20钛合金激光焊接接头各区域(包括焊缝和热影响区)的组织特征进行了观察,并测试了焊接接头各区域的显微硬度分布以及室温条件下的接头拉伸、弯曲、疲劳及断裂韧度等力学性能.研究结果表明,焊接接头各区域的微观组织均以"网篮状"马氏体组织为特征,接头各区域显微硬度均高于母材.接头静抗拉强度基本与母材相当,塑性略低于母材.接头中值疲劳寿命与应力水平有很大的关系.在低应力水平下,接头中值疲劳寿命与母材相当,而在高应力水平下,接头中值疲劳寿命远低于母材.接头焊缝金属的断裂韧度显著低于母材,而热影响区断裂韧度则介于母材和焊缝金属之间.     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

TC4钛合金风扇转子叶片模锻工艺和性能研究

研究了TC4钛合金风扇转子叶片的锻造加热工艺、模锻成形及热处理工艺。在叶片的各部位进行了室温和400℃拉伸试验、冲击试验、400℃持久试验,综合评价了模锻叶片的加工性能和叶片各部位的性能。结果表明,叶片各部位的力学性能分布较均匀,叶身的强度比叶顶和榫头的略高,塑性水平基本相同,即室温下三者的σb均值分别为966,962和963 MPa,σ0.2分别为916,905和912 MPa,δ5约为15%,ψ约为47%;400℃下σb均值分别为669和643 MPa,δ5约为16%,ψ约为67%。整体叶片具有均匀、良好的冲击性能,αkv,HB(d)均值分别为0.46 MJ.m-2,3.47 mm。同时,叶片在大载荷(σ为560 MPa)下具有良好的持久寿命(τ大于101 h)。     

Effect of Fe addition on microstructure and mechanical properties of Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C alloy

1　INTRODUCTIONTitaniumalloyshavebeenextensivelyappliedtoaerospaceindustriesduetotheirexcellentspecificstrength ,goodcorrosionresistanceandmechanicalproperties .However ,conventionaltitaniumalloysarehighlyreactiveandcanundergosustainedcombustionunderconditionsencounteredingasturbineenginescompressors.Intheearly 1990s ,Pratt&Whit ney[13] intheUSAdevelopedanew βtitaniumalloywithgoodburnresistance ,designatedAlloyC (Ti 35V 15Cr) .Theproductioncostofthisalloyisveryhighbecauseofalargeamou…     

厚板钛合金窄间隙TIG焊接头组织与性能

采用氩弧焊的方法在窄间隙条件下,采用TIG填丝多层焊的方式实现了TC4厚板钛合金的优质连接．结果表明,通过优化焊接参数和合理的惰性气体保护方案设计,保证了接头的完整性与可靠性．通过宏观和微观金相分析,发现窄间隙焊接条件下晶粒生长遵循联生结晶生长规律;由于受到焊接热循环的作用,致使接头显微结构随着冷却速度变化呈现不同的组织结构;窄间隙TIG焊接头因啮合强化而使得接头强度得到提高,焊缝的平均强度达到母材的90％以上．     

热处理工艺对TC16合金棒材组织和性能的影响

TC16钛合金在780、800、850、900℃下固溶热处理30 min,分别以水淬、空冷、炉冷方式进行冷却,再分别在520、560和600℃保温2、4、8、16 h空冷进行时效处理,利用OM和室温拉伸性能测试等方法,研究了不同热处理工艺对TC16钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明,固溶温度对TC16钛合金塑性影响不大,相同的固溶时效处理制度下,随时效时间增加和温度的提高,合金强度和塑性都增加。TC16钛合金较合理的固溶时效处理工艺为:(780±20)℃固溶处理,保温2 h,炉冷至550℃以下后空冷,后在560℃下时效8 h,空冷,如此能获得要求的室温拉伸性能及良好的综合性能。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

BT14钛合金固溶时效后的显微组织与力学性能

研究BT14合金经固溶淬火时效后的显微组织与力学性能。试验结果表明，在450℃～550℃区间短时间时效，可得到良好的强化效果。随时效时间的延长，材料的硬度和强度升高，达到峰值后转而下降。时效温度越高，时间越长，塑性下降的幅度越大。本试验获得的最佳热处理工艺为：900℃／0．5h，水淬＋450℃／4h，空冷。经该工艺处理的试样综合力学性能较好，抗拉强度为1223MPa，伸长率为6．5％。淬火形成的马氏体及亚稳β相在时效过程中分解为细小、弥散的α相和β相，时效期间在初生α相内析出Ti3Al相，对合金起到了强化作用。     

铸造态钛合金力学性能及抗弹性能研究

以铸造态钛合金β20C、TC4、TA15和TA18为研究对象,开展了以钛合金为面板、A3钢为背板的复合装甲抗弹性能试验、基于分离式Hopkinson Bar技术的动态压缩试验和室温条件下的准静态压缩和准静态拉伸试验。并对铸造态钛合金β20C、TC4、TA15和TA18抗弹性能的影响因素进行了对比与分析。结果发现:铸造态钛合金β20C的A3钢背板具有最小残余穿深值4.7 mm,分别比铸造态钛合金TC4、TA15和TA18低22%、37%和23%,且β20C的质量防护系数也相应有最大值2.61,表明β20C具有最佳抗弹性能;铸造态钛合金β20C的动态压缩强度、准静态抗压强度、准静态拉伸屈服强度和准静态抗拉强度值分别达1578、1474、1052和1101 MPa,各强度值在4种钛合金中均是最高的,表明动态强度及准静态强度对铸造态钛合金的抗弹性能的影响是决定性的;4种铸造态钛合金的冲击吸收功、动态塑性、临界断裂应变和断后伸长率则与抗弹性能呈现出一定的波动关系,表明冲击吸收功、动态塑性和准静态塑性对抗弹性能的影响是非决定性的;铸造态钛合金β20C靶板正面出现了尺寸为10 mm×12 mm的开坑现象,在4种铸造态钛合金中是最明显的,同时没有发现明显的剪切冲塞破环现象。