Ti-6Al-4V钛合金厚板组织、性能研究

探讨了轧制及热处理对Ti-6Al-4V钛合金厚板材组织变化的影响.对板材室温、低温及高温状态下的力学性能进行测试,利用扫描电镜观察了合金板材的断口形貌.结果表明;采用低氧含量、两相区加工以及强化热处理工艺制备的Ti-6Al-4V合金板材可获得良好的强度、断裂韧性及塑性匹配.     

变形工艺参数对Ti-6Al-4V钛合金组织和性能的影响

研究了变形温度、变形程度、应变速率以及三者之间两两交互作用对Ti-6Al-4V钛合金组织和力学性能的影响.结果表明:变形程度和应变速率对力学性能的影响比较显著,在中等变形程度和较大的应变速率下成形时微观组织较为细小均匀,可以获得较高的抗拉强度和屈服强度;但工艺参数间的交互作用不容忽视,在变形温度稍低于相变点时,工艺参数间的交互作用对强度和塑性的影响显著.因此,优化成形工艺参数应根据强度、塑性等性能指标的要求,在考虑工艺参数间交互作用的基础上进行.     

电火花加工Ti-6Al-4V合金表面组织和性能

采用电火花加工Ti-6Al-4V合金,并利用SEM、EDS、XRD、表面粗糙度仪等研究电火花加工参数电流和脉冲宽度对Ti-6Al-4V合金表面层的影响.结果表明,试验条件下,Ti-6Al-4V合金加工表面非均匀分布着裂纹、孔洞、大小不一的剥落点、放电凹坑、熔融滴、球状、非球状颗粒;Ti-6Al-4V合金白层由马氏体α′组成,其成分主要是TiC,其白层平均厚度随电流和脉冲宽度增大而增厚;表面粗糙度随电流或脉冲宽度增加而增大.     

时效温度对Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

Ti-6Al-4V合金经940℃固溶1.5 h后水淬,再经过480～540℃时效8 h,加工成标准试样进行拉伸和双剪试验.分析断口形貌和组织,研究时效温度对组织性能的影响.结果表明,时效温度为520℃时,材料的抗拉强度和抗剪强度达到最高值;拉伸试样断口韧窝呈卵形,韧窝较深,但大小不均;室温组织晶界清晰,片层状结构明显.说明通过适当的时效温度,合理控制初生α相的晶粒尺寸,以及次生α相的形态及片层厚度,对改善材料的综合性能有积极作用.     

Ti-6Al-4V钛合金组织对其室温吸氢行为影响的研究

本文采用电解充氢的方法研究了具有不同组织形貌的Ti-6Al-4V钛合金的室温吸氢能力的差异及其形成原因。研究表明,Ti-6Al-4V钛合金组织形貌不同,其室温吸氢能力也有明显的不同。双态组织的室温吸氢能力最弱,而魏氏组织的室温吸氢能力最强。β相的形貌、数量、连续性等组织特征对其吸氢能力影响很大,而α相的组织特征对其吸氢能力影响相对较小。双态组织的Ti-6Al-4V钛合金应该具有更好的抗氢脆效果。     

水冷下Ti-6Al-4V钛合金热模拟试样组织研究

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-6Al-4V钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金自高温β相区以一定冷却速率冷却的过程.试样选用两端钻孔的标准焊接模拟试样,均温区约2 mm宽.采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析研究了试样不同区域的显微组织与结构.热模拟区边缘区域为细小的片状α组织,中心均温区域为针状α'马氏体组织;XRD标定发现母材和热模拟区域的衍射峰分别与纯钛密排六方α和α'相偏移一个角度后重合;热模拟区域的显微硬度略高于母材.     

Fe含量对Ti-6Al-4V钛合金力学性能的影响

研究不同Fe含量(0.04wt％ ～0.26wt％)对Ti-6Al-4V钛合金力学性能的影响.结果表明,随Fe含量增加,Ti-6Al-4V钛合金室温抗拉强度、屈服强度、硬度及弹性模量增加,塑性无明显变化.进一步分析发现,Fe含量与屈强比σ0.2/σb呈线性关系,铁含量0.26wt％时屈强比σ0.2/σb高达0.97.高Fe含量时Ti-6Al-4V钛合金塑性变形是滑移为主、孪生为辅的复合变形机制.     

电子束焊工艺参数对Ti-6Al-4V钛合金接头组织与性能的影响

采用不同的电子束焊工艺参数对Ti-6Al-4V钛合金进行电子束焊接试验.通过拉伸试验、显微硬度测试、金相组织检验、扫描电镜分析等方法,对获得接头的力学性能、显微组织进行了研究.结果表明,在最佳工艺参数下进行Ti-6Al-4V合金的真空电子束焊,获得了力学性能良好的焊接接头,接头抗拉强度达最大值;采用圆形扫描电子束焊获得接头的性能有所降低,直线扫描的效果明显优于圆形扫描.焊接接头的组织中各种相的相对含量及分布状态随工艺参数的改变而发生变化,在最佳工艺参数(I=11 mA,U=60 kV, v=800 mm/min,直线扫描)下,接头的组织更加细密,其中的α′马氏体针状组织呈篮网状交错分布.     

热处理对Ti-6Al-7Nb钛合金组织及性能的影响

制备了细等轴、粗等轴、网篮三种不同初始组织的Ti-6Al-7Nb棒坯,研究了固溶温度、时效温度和时间对Ti-6Al-7Nb钛合金的性能及显微组织的影响.结果表明,试样强度随固溶温度的升高而升高,但超过相变点后,强度有所下降,而塑性则随固溶温度升高明显降低.随时效温度升高,等轴α相尺寸大大增大,含量基本无变化,在550℃时效的样品获得了最大的强化效果.在相同的时效温度(600℃)下,延长时效时间抗拉强度明显提高,但屈服强度基本保持稳定,塑性有恶化趋势.通过热处理形成的等轴α相有利于提高塑性指标,形成的次生条状α相有利于提高强度指标.在本研究中,具有等轴初始组织的棒坯最佳热处理制度为:940℃×1h,AC+ 550℃×4h,AC;网篮初始组织的试样还需要通过其他方法进一步提高塑性.     

Ti-6Al-4V合金的疲劳性能

简要综述了Ti-6Al-4V合金的显微组织和织构对其疲劳性能的影响及其机理.     

热循环温度对Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

对上限温度为500、650、800℃高温短时热循环200次后的Ti-6Al-4V合金室温力学性能和组织进行了研究。结果表明:循环温度对合金强度影响较为明显,循环温度的升高使合金抗拉强度降低;分析认为:温度高于650℃,实验合金组织中β相逐渐分解碎化,β相含量减少和α晶粒逐渐长大是强度降低的主要原因。     

Effect of rolling process on mechanical properties of Ti-6AI-4V seamless pipe

采用不同变形量开坯方式,分别经两道次和三道次轧制将管坯轧制成总变形量为70％的管材。在道次间进行800℃×1h真空退火,冷却方法为炉冷至500℃后空冷至室温,观察其组织性能变化。结果表明,大变形量轧制时材料的流动呈条带状,小变形量轧制时材料的流动呈束状。总变形量相同的情况下,小变形量轧制方式能得到更好的外观质量,轧制道次越多,所得管材综合性能越好。     

Influence of solution treatment temperature on microstructure and shear strength of Ti-6AI-4V alloy

研究了不同固溶温度对Ti-6Al-4V合金的显微组织及剪切强度的影响。试验表明,在920-980oC之间固溶并在500℃时效后,随着固溶温度的升高,剪切强度不断提高,从643．5MPa逐步增加到708．75MPa,显微组织中的β相不断增加,α相不断减少;当在980℃固溶时,α相基本消失,出现了网篮组织。     

激光快速修复Ti-6A1-4V合金的显微组织与力学性能

针对Ti-6A1-4V合金在加工和服役过程中的损伤特点，对Ti-6A1-4V合金锻件的3种典型误加工缺陷——槽缺陷、面缺陷和体缺陷进行了激光快速修复研究。激光修复区与锻件基体形成致密冶金结合，Al、V合金元素由锻件基体到激光修复区均匀分布，无宏观偏析。激光修复区组织为粗大原始∥晶粒内分布细长的α针及编织细密的a＋β板条组织，呈现典型的魏氏结构，热影响区组织从锻件的等轴α＋转变β组织逐步过渡到魏氏（a＋β）组织。对预制有3种类型缺陷的激光修复试样进行室温静载拉伸试验和硬度测试，结果表明修复试样的拉伸性能达到锻件标准（HB5224-1982）。激光修复试样的硬度和强度高于锻件基体，而塑性则低于锻件基体。因此，激光修复区和锻件基体可看作是一种“强＋弱”的组合，这与二者的显微组织是相对应的。     

PCD刀具车削钛合金Ti-6AI-4V的研究

本文通过正交试验研究了PCD刀具车削钛合金Ti-6A14V时,动态切削力和表面粗糙度随切削用量的变化规律,并分别以Ra、Rz为指标进行了方差分析.试验结果表明:x向和Y向动态切削力随切削用量的变化很小,而z向相对较大.动态切削力随进给量和切削深度的增加而增加,其中在切削深度为0.1 mm的情况下,切削力出现了较大的波动.进给量和切削深度均对Ra、Rz有显著影响,其中进给量对Ra影响较大,切削深度对Rz影响较大.     

Ti-6Al-4V合金的轧制与组织性能

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了多道次两向轧制和单向轧制对不同原始状态(热轧态、水淬态和空冷态)Ti-6Al-4V合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态Ti-6Al-4V合金的组织为片状α相+β相+少量等轴α相,水淬态Ti-6Al-4V合金形成了针状马氏体组织,空冷态Ti-6Al-4V合金形成了网状组织。Ti-6Al-4V合金适宜的两向轧制温度为700 ℃,此时合金中可见颗粒状β相弥散分布在α基体上。两向轧制Ti-6Al-4V合金的抗拉强度和屈服强度从高至低顺序为:水淬态>热轧态>空冷态,且轧向强度要高于横向;相较于单向轧制,两向轧制明显降低了Ti-6Al-4V合金板材拉伸性能的各向异性,且水淬态Ti-6Al-4V合金的轧向和横向强度差异最小,700 ℃轧制Ti-6Al-4V合金的主要细化机制为位错细化。     

Heat-treated microstructure and mechanical properties of laser solid forming Ti-6Al-4V alloy

The effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of laser solid forming (LSF) Ti-6Al-4V alloy were investigated. The influences of the temperature and time of solution treatment and aging treatment were analyzed. The results show that the microstructure of LSFed samples consists of Widmanstätten α laths and a little acicular in columnar prior β grains with an average grain width of 300 µm, which grow epitaxially from the substrate along the deposition direction (Z). Solution treatment had an important effect on the width, aspect ratio, and volume fraction of primary and secondary α laths, and aging treatment mainly affects the aspect ratio and volume fraction of primary α laths and the width and volume fraction of secondary α laths. Globular α phase was first observed in LSFed samples when the samples were heat treated with solution treatment (950°C, 8 h/air cooling (AC)) or with solution treatment (950°C, 1 h/AC) and aging treatment (550°C, above 8 h/AC), respectively. The coarsening and globularization mechanisms of α phase in LSFed Ti-6Al-4V alloy during heat treatment were presented. To obtain good integrated mechanical properties for LSFed Ti-6Al-4V alloys, an optimized heat treatment regimen was suggested.