超大规格TA15钛合金棒材锻造工艺研究

分别采用一次镦拔、两次镦拔和直接拔长3种开坯锻造工艺锻制了400 mm TA15钛合金棒材,并对比分析了棒材的低倍组织、显微组织、力学性能以及探伤杂波水平。结果表明,在铸锭开坯时通过两次镦拔变形增加β相区的变形量,在中间锻造及成品锻造时保证变形量分别大于40%和30%,再经800℃×2 h/AC热处理后,可以得到边部、1/2R处及心部组织均匀细小的Ф400 mm TA15钛合金棒材,且各项力学性能符合用户标准要求,探伤杂波水平可达Ф3.2 mm-9 dB。     

热加工工艺对TA11钛合金棒材特性的影响

分别采用锻造和轧制工艺得到规格为Ф40mm的TA11钛合金棒材,对比分析了两种加工工艺下TA11钛合金棒材的显微组织、力学性能和超声波探伤结果。结果表明:在本次实验条件下,经轧制的TA11钛合金棒材组织为等轴组织,组织细小,分布均匀。锻造的TA11钛合金棒材显微组织为双态组织,棒材整体组织均匀性较好,但初生α相分布存在局部"群集"的现象;两种热加工工艺得到的棒材力学性能差异不大,均能满足标准要求。轧制棒材探伤杂波水平低于-12d B,可完全满足标准要求;锻造棒材探伤杂波水平不能完全达标。     

锻造工艺对TA15钛合金扁坯组织和力学性能的影响

采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。     

TA6钛合金板材换向轧制工艺研究

通过设计两种换向轧制工艺,采用2 800 mm四辊可逆热轧机成功制备了满足GJB 2505A—2008标准要求的3.5 mm厚TA6钛合金薄板,并研究了轧制工艺对TA6钛合金板材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:采用这两种不同轧制工艺轧制TA6钛合金板材,当总变形量为72%时,板材内部均为混乱的魏氏组织,且组织均匀性差,纵横向抗拉强度差值大于50 MPa;随着变形量增大,组织不断细化,强度不断提高,当变形量达到89%以上时,与B工艺相比,采用A工艺得到的板材组织均匀性更好,且纵横向抗拉强度差值小于20 MPa。采用A工艺制备的TA6钛合金板材退火后为细小均匀的再结晶组织,且力学性能满足GJB 2505A—2008标准要求。     

锻造工艺对大规格TC17钛合金棒材组织及性能的影响

通过两种工艺锻制了Ф350mm的大规格TC17钛合金棒材,比较了经两种工艺锻制的棒材的显微组织、力学性能及探伤杂波水平。研究结果表明,在单相区采用镦拔变形使变形量大于60％,并在两相区进行拔长,使变形苗大于65％,再经840℃×2h／AC＋800℃×4h／WC＋630℃×8h／AC热处理,可得到各项力学性能均符合GJB2218A-2008标准要求且探伤杂波水平可达（b3．2mm-9～-12dB的＋350mmTC17钛合金棒材。     

Ti-6Al-4V大规格棒材工艺研究

本研究对Ti-6Al-4V大规格棒材锻造工艺进行了两种工艺对比性研究,以成品锻造在相变点以下10℃~50℃加热,经2~3火次,变形量50%~70%,采用D×D操作法的工艺一将坯料锻成品;以成品锻造在相变点以下10℃~50℃加热,经2~3火次,变形量50%~70%,采用Y×Y操作法的工艺二将坯料锻成品,两种工艺生产的TC4钛合金Ф210mm棒材,各项指标均稳定的达到了目标要求;得出了工艺二较工艺一更为合理,更适合TC4钛合金较大规格棒材的锻造。β处理可使β组织得到充分的细化。为棒材成品锻造创造了良好的条件,提出了优选的参数。     

镦粗变形工艺对TC18组织和性能的影响

研究了不同镦粗变形工艺对TC18钛合金棒材的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,TC18钛合金棒材首先在β单相区加热并施加大变形量锻造,而后在（α＋β）两相区加热并以适当变形量锻造,可获得强度、塑性和韧性等综合性能的良好匹配。     

大规格TC4钛合金厚板研制

采用经三次真空自耗电弧熔炼、多向锻造得到的TC4钛合金板坯为原料,以热模拟试验所获得的热加工图为参考,利用西部钛业有限责任公司2 800 mm四辊热轧机成功制备出了宽度为2 300 mm,厚度达到40~70 mm的大规格TC4钛合金厚板,研究了热轧工艺对其组织和室温力学性能的影响。结果表明,轧制温度、道次变形率和应变速率是制备大规格TC4钛合金厚板的关键工艺因素。所制备的TC4钛合金厚板的显微组织为双态组织,由平均晶粒尺寸为25μm的等轴初生α相、拉长的次生α相及晶间β相组成,其室温抗拉强度为925~960 MPa,屈服强度为870~910 MPa,延伸率为12.0%~14.5%。     

某特殊需求的大规格TC4钛合金棒材制备工艺研究

为给某特殊锻件提供满足缺口应力断裂性能的大规格TC4钛合金棒材,将3次真空自耗熔炼得到的5 t重的Ф720 mm TC4钛合金铸锭,分别采用β相区开坯+两相区直拔锻造和β相区开坯+两相区锻造(镦拔+直拔)两种工艺,制成Ф350 mm TC4钛合金棒材。第二种工艺制备的锻棒组织的均匀性及等轴化程度、超声波探伤水平均优于第一种工艺制备的棒材;普通退火处理后棒材的室温塑性和缺口应力断裂性能也较好;各项技术指标均符合标准要求。     

β锻造工艺对TC17钛合金显微组织的影响

通过对Φ100 mm×150 mm TC17钛合金棒材进行镦粗试验,研究了β锻造工艺对其微观组织形貌的影响。结果表明:变形量和变形速率对TC17钛合金显微组织有显著的影响。当变形速率为0.1 mm/s时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,破碎越严重,且越容易球化,80%变形量时α相的球化率达到80%。当变形速率为2 mm/s时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高,80%变形量时β相的再结晶体积分数为50%。晶界α相发生球化对变形量和变形速率均较为苛刻,仅在变形量为80%、变形速率为0.1 mm/s时大量晶界α相发生了球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

变形方式和热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响

将Ti-662合金铸锭在快锻机和径锻机上经过7火次锻造制备出4,90mm的棒材。研究了2种不同锻造变形方式（轴向反复镦拔和换向反复镦拔）和不同热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响。结果表明：采用换向反复镦拔锻造获得的Ti-662合金棒材组织均匀无方向性,横向性能较轴向镦拔获得的棒材明显改善,纵、横向性能差别不大;不同的热处理实验对比得出,采用880℃×1h／WC＋600℃×4h／AC固溶加时效处理可使棒材的强度和塑性达到良好匹配,纵、横向力学性能均可满足MIL—T-904标准要求,而且经超声波探伤检测达到AMS2631B中的A1级质量要求。     

退火制度对TA19钛合金大规格棒材组织和性能的影响

研究了不同退火制度对TA19钛合金大规格棒材组织和性能的影响。结果表明：TA19钛合金棒材组织随退火温度的升高逐渐由等轴组织转变为双态组织,经（915～940）℃×1h／AC＋550℃×8h／AC双重退火处理后获得等轴组织,经（965～990）℃X1h／AC＋550℃X8h／AC双重退火后获得双态组织。TA19钛合金棒材的较佳热处理温度为（965～990）℃×1h／AC＋550℃×8h／AC,经该制度热处理后棒材的室温拉伸性能优良。     

热处理温度对TC10钛合金棒材组织与性能的影响

以不同变形量热锻TC10钛合金棒坯,得到了直径50 mm的钛合金棒材.分别在780、790、800、810、820℃对TC10钛合金棒材进行固溶热处理(保温时间1h,空冷),研究了热处理温度对TC10钛合金棒材组织与性能的影响.研究结果表明,热锻变形量达到70％的TC10钛合金棒材呈现出良好的强度和塑性;在经过温度为8...     

热加工工艺对医用TC4合金棒材显微组织的影响

研究了热加工工艺对医用TC4合金大规格棒材显微组织的影响。研究结果表明:采用单一的拔长变形方式或单一的镦拔变形方式,不能全面解决医用TC4合金大规格棒材生产过程中经常出现的显微组织不均匀和成品率低下等问题;采用温度梯度镦拔组合变形工艺(Tβ+(30～70)℃镦拔,变形量50%→Tβ-(10～30)℃镦拔,变形量50%→Tβ-(30～70)℃镦拔,变形量50%),可以有效改善精锻用原始棒坯的组织,从而获得具有均匀细小等轴组织的医用TC4合金70 mm棒材。     

热处理工艺对AM355不锈钢力学性能的影响及机理

 研究了改变热处理工艺对使用真空感应+电渣重熔工艺冶炼、经锻造成型的[?]80 mm AM355不锈钢棒的力学性能的改进及相关机理。试验结果表明,与传统热处理工艺(1 070 ℃×1 h空冷＋(－70 ℃)×8 h＋200 ℃×2 h空冷）相比,新的热处理工艺(1 000 ℃×1 h空冷＋(－70 ℃)×8 h＋450 ℃×2 h空冷＋200 ℃×2 h空冷)可使[?]80 mm AM355不锈钢棒得到较高的强度和硬度,并保留一定的塑韧性。新的热处理工艺处理的AM355不锈钢棒的抗拉强度可提高120 MPa、屈服强度可提高400 MPa、硬度可提高5HRC,同时,冲击吸收功可保持大于40 J。对该钢棒经2种热处理工艺后产生的碳化物的类型和析出行为进行了观察研究之后指出,淬火温度对AM355不锈钢的晶粒度、碳化物类型及分布、残余奥氏体的转变都具有较大的影响,M23C6型碳化物的存在对钢的强化非常重要。     

TA18钛合金斜轧管坯组织与性能研究

采用斜轧穿孔法制备TA18钛合金管坯,分析了管坯表面质量、氧化层厚度、组织和性能特点,并研究了开坯轧制加工率对管材组织的影响,以及热处理制度对成品管组织与性能的影响。结果表明:斜轧穿孔法制备的管坯表面光滑,其组织为变形的魏氏组织和少量的块状α组织。该管坯在进行两辊开坯轧制时,变形量应控制在55%以内。采用斜轧穿孔管坯生产的48 mm×5 mm成品管材,经过650~670℃×1 h真空退火处理后,其力学性能完全满足国军标GJB 3423—98和美标ASTM B 338—2010的要求。     

TC19钛合金棒材的研制

用1 t真空自耗电弧炉试制出360 mm的TC19合金铸锭。采用常规β锻造+(α+β)锻造和高-低-高锻造(即β锻+(α+β)锻+β锻)两种锻造工艺,分别制备出相同规格的60 mm TC19钛合金棒材,锻棒微观组织细小均匀,均为在β转变基体上均匀分布的等轴初生α组织。对两种工艺的锻棒进行双重退火和固溶加时效处理,处理后的显微组织和力学性能均符合MIL-T-9047标准的要求。常规锻造工艺和高-低-高锻造工艺均可用来锻造TC19合金棒材,但采用高-低-高锻造工艺得到的棒材的力学性能优于常规锻造工艺。     

电子束冷床炉单次熔炼钛合金铸锭研究进展

电子束冷床炉单次熔炼钛合金技术是一种先进的钛合金铸锭低成本制备技术,引起了国际钛工业越来越多的关注。本文对电子束冷床炉单次熔炼钛合金技术从成分及组织控制、实际生产情况及电子束冷床炉单次熔炼直接轧制板材的性能评价等方面进行综合评述。