EB-PVD制备钛合金薄板渗铝相结构转变研究

对电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备的钛合金薄板进行粉末包埋法渗铝,研究不同温度渗铝后的相结构转变规律.结果表明:制备态合金薄板相结构为Ti和Ti3Al,材料组织致密均匀,X射线衍射峰发生宽化,具有不对称性.在较低温度(600℃和620℃)渗铝后薄板两边的相结构变为Al3Ti相,但薄板的中心部位仍然为制备态的Ti3Al相,两边的Al3Ti组织和中心部位的Ti3Al组织都很均匀致密.在两相之间,存在清晰、平整的界面.在较高温度(700℃)渗铝后薄板的相结构为Al3Ti,此时整个板材都被渗穿,组织均匀致密,并在局部小区域内出现铝元素的富集.     

EB-PVD制备NiCrCoAl薄板800℃热处理微观组织研究

对采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术制备Ni基高温合金薄板800℃真空保温过程中微观组织结构与硬度进行了研究。结果表明：制备态NiCrCoAl合金组织为γ-Ni固溶体，组织均匀细化、无沉淀析出相、无位错，存在孪晶，晶粒中出现大量应变条纹：在热处理态800℃，5×10^-3Pa真空保温过程中，合金组织相结构未发生变化，合金的平面和截面组织呈现层片状结构，存在大量亚结构缺陷——孪晶、少量位错，在800℃保温16h，有少量碳化物沉淀析出物；随着合金保温时间的延长，应变条纹随之消除，沿（220）晶面的晶粒择优取向迅速长大。同时，显微硬度随之降低。     

EB-PVD制备Ni-20.3Cr-4.6Co-2.1Al薄板微观组织结构研究

对采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备Ni-20.3Cr-4.6Co-2.1Al高温合金薄板的微观组织结构进行了研究。结果表明:制备态合金薄板相组成为-γNi基固溶体,不存在第二相。合金在制备过程中的宏观、微观应力以及晶粒细化作用,导致相同位置衍射峰叠加,产生衍射峰宽化现象,具有不对称性。在OM和SEM下观察组织致密均匀、晶粒细化,晶粒间耐蚀程度存在差异;TEM观察其组织结构,存在应变条纹,亚结构缺陷主要为孪晶;AFM三维形貌图反映出晶粒光整、没有棱面,说明合金蒸气在结晶时,发生由气相→液相→固相的转变过程。     

复合渗铝钢管焊接HAZ渗铝层相组成特征

采用光镜，电镜，Ｘ射线衍射和电子衍射等测试技术对电感应料浆法（ＧＬ）渗铝钢管焊接接头区域的力学性能和热影响区（ＨＡＺ）渗铝层的相结构特征进行了研究。试验结果表明，ＧＬ渗铝钢管焊接ＨＡＺ渗铝层主要是由α－Ｆｅ（Ａｌ）固溶体，Ｆｅ３Ａｌ相和ＦｅＡｌ构成，渗铝层中不存在含铝较高的ＦｅＡｌ２，Ｆｅ２Ａｌ５和ＦｅＡｌ３等脆性相。显改善了渗铝钢管的承受形变能力和焊接性，使焊接接头区域的组织与性能容易得到保证。     

钛合金表面辉光离子渗铝耐蚀性

利用双层辉光离子渗金属技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面渗AI,形成均匀的钛铝合金扩散层.用显微硬度仪测量渗层的显微硬度,用SEM、XRD分析渗层的截面形貌和相结构,并在0.5 mol/L H2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中测试极化曲线方法.结果表明:经950℃,保温5 h后Ti6Al4V合金基材表面形成厚度约为20 ìm的钛铝合金扩散层,扩散层由金属间化合物Ti3Al和TiAl组成;合金表面显微硬度值达到8100 MPa;钛合金表面的耐蚀性能提高.     

EB-PVD制备Ni-20.3Cr-4.6Co-2.1Al薄板力学性能研究

对采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术制备Ni-20．3Cr-4．6Co-2．1Al高温舍金薄板制备态的力学性能进行了研究。结果表明：制备态舍金薄板常温（25℃）拉伸和高温（800℃）拉伸强度，后者比前者明显降低，但伸长率显著提高。常温和高温拉伸宏观断口形貌呈现裂纹瞬断区和裂纹扩展区两个不同的断裂区域。断裂区域均呈现明显的韧窝特征，其形态、大小以及数量有所差别，断裂方式为微孔聚集型和穿晶断裂的混合型。微区平面残余应力表明，制备态舍金薄板基板面和沉积面残余应力均为拉应力，且沉积面的拉应力高于基板面。     

异种钛合金线性摩擦焊接头包埋渗铝研究

采用包埋渗铝的方法对异种钛合金线性摩擦焊接头制备渗铝层,以提高接头的腐蚀性能。分析焊接接头渗铝层的形貌及组成,研究渗铝层对热腐蚀性能的作用和影响,并优化了渗铝工艺。研究结果表明：包埋渗铝有利于提高接头的热腐蚀性能,渗铝后腐蚀增重降低,腐蚀稳定性提高,其原因是渗铝前后腐蚀反应发生了改变.在高温熔盐环境下,接头直接与腐蚀介质发生反应,因钛合金中铝含量较少,无法在表面形成致密的氧化膜,而渗铝接头表面与氧反应生成的致密氧化铝膜阻隔了熔盐和氧气向接头内部侵蚀;渗铝接头热腐蚀100h后的腐蚀增重为0.926mg/cm²,远小于未渗铝时的12.478mg/cm²。渗铝层由金属间化合物TiAl₃组成,渗铝层的厚度不一致,TC17侧较TA15侧厚,在焊缝近域缓慢过渡。渗铝层的厚度随着保温温度升高呈先升后降趋势,随着保温时间延长呈递增趋势,综合考虑可得到最佳渗铝温度范围在850～950℃之间,而最佳渗铝时间范围在3～5h之间。     

钛合金相转变点检测方法

近年来,国内钛合金成分设计和加工技术不断进步,对于钛合金的测试技术也相应提出更高要求.其中钛合金的相转变点温度是要重点进行表征和测量的参数之一.本文对测试钛合金相转变点温度的多种测试方法进行了综述.     

渗铝对钛合金抗高温氧化性能的影响

渗铝可提高Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ和Ｔｉ５５合金的抗高温氧化性能。但渗铝层中存在细的贯穿裂纹，成为高温环境与钛合金基体相接触的“通道”，使渗铝层失去其所具有的防护功能，造成钛合金基体发生局部灾难性氧化。     

GL渗铝钢管渗铝层的显微硬度及相组成

采用光镜、显微硬度计、扫描电镜（ＳＥＭ）、电子探针（ＥＰＭＡ）和Ｘ－射线衍射等试验方法，对感应料浆法（ＧＬ）渗铝钢管Ｆｅ—Ａｌ合金渗层的显微硬度和相组成特征进行研究。结果表明，ＧＬ渗铝钢管渗铝层显微硬度由表及里为６００～３２０ＨＭ，渗铝层由α─Ｆｅ（Ａｌ）固溶体、Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ相构成，不存在含铝较高的ＦｅＡｌ２、Ｆｅ２Ａｌ５和ＦｅＡｌ３等脆性相，改善了渗铝钢的抗变形能力和焊接性能。     

Macro-microscopic morphology and phase analysis of TiAl-based alloys sheet fabricated by EB-PVD method

TiAl-based alloys sheet with thickness of 0.3-0.4 mm as well as dimension of 150 mm×100 mm was fabricated successfully by using electron beam-physical vapor deposition（EB-PVD） method. The microscopic morphology and phase composition of specimens in various states were analyzed by atomic force microscope（AFM）, scanning electron microscope（SEM） and X-ray diffractometer（XRD）, respectively. The results indicate that the as-deposited TiAl-based alloys sheet has good surface quality and is composed of γ, α2 and r phase. There is natural delamination inside the sheet, of which the microstructure is columnar crystal, and the component shows a gradient change along the normal direction of substrate. After the vacuum hot pressing treatment and subsequent homogenization treatment, the columnar crystal transforms into the coarse fully lamellar microstructure, the delarnination phenomenon and τ phase disappear, α2 phase decreases obviously, and the composition tends to uniformization.     

预载荷下钛合金薄板的激光弯曲

针对钛合金薄板在室温下弯曲时,因回弹量大而难以成形,提出在预载荷下钛合金薄板激光弯曲的新方法。该方法是先用专用的工装夹具使薄板发生预变形,然后用一定强度的激光束按照设计路径在薄板表面上扫描,通过激光的热效应降低扫描区域材料的屈服强度并增强其塑性变形能力,实现工件的精确成形。以钛合金Ti-5Al-2.5Sn薄板为研究对象,进行了预载荷下激光弯曲的可行性试验。结果表明,当预载荷越大或扫描速度越小时,弯曲角度越大。阐述了预载荷下激光弯曲的机理及主要的影响因素。     

EB-PVD制备TiAl/NiCoCrAl微层板复合材料氧化性能研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了TiAl/NiCoCrAl微层板复合材料,并对其在850℃空气条件下的抗氧化性能进行了研究,利用XRD和SEM对试样进行相组成和微观结构进行分析。结果表明:TiAl/NiCoCrAl微层板具有较好的抗氧化性能,其恒温氧化动力学曲线均近似符合抛物线规律。而TiAl/NiCoCrAl微层板的高温氧化机制为:表层的Al首先氧化生成多孔结构的Al2O3单层膜;随后内部TiAl层中的Ti元素穿越NiCoCrAl层到达表面生成(TiO2+Al2O3)的氧化层;最后NiCoCrAl层中的Ni和Cr会形成以Cr2O3和NiCr2O4相为主的致密的外层氧化膜,这是其抗氧化性能显著提高的根本原因。     

镁合金薄板焊接性能研究

采用钨极交流氩弧焊焊接方法制备了0.8 mm厚的AZ31和AZ80镁合金拼焊板,分析了AZ31和AZ80镁合金拼焊板的焊接性能,确定了钨极交流氩弧焊接工艺参数.研究结果表明,AZ31镁合金焊缝处的晶粒为等轴晶,热影响区组织是树枝状晶.AZ31-AZ80拼焊板的焊缝处缺陷主要是气孔和热裂纹.焊缝性能与焊接母材的性能相当.     

Effect of high density electropulsing treatment on formability of TC4 titanium alloy sheet

An annealed TC4 titanium alloy sheet was treated by high density electropulsing(Jmax=(5.09-5.26)×103A/mm2,tp=110μs)under ambient conditions.The effect of electropulsing treatment(EPT)on the plastic deformation behavior of TC4 titanium alloysheet was studied using uniaxial tension tests.The experimental results indicate that electropulsing treatment significantly changesthe mechanical properties of sheet metal:the uniform elongation is increased by 35%,the yield stress is decreased by 19.8%and theyield to tensile ratio is decreased by 17.6%.It is of significant meaning to improve the formability of TC4 titanium alloy sheet.Theoptical microscope and scanning electron microscope(SEM)were used to examine the changes of the microstructure and the fracturemorphology before and after the electropulsing treatment.It is found that recrystallization occurs in the sheet metal and dimples infracture surface are large and deep after the electropulsing treatment.The research results show that the electropulsing treatment is aneffective method to improve the formability of titanium alloy sheets.     

激光沉积Ti60A高温钛合金显微组织及固态相变

采用激光熔化逐层沉积隔行扫描方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,获得了具有定向生长特征的柱状晶组织,晶粒直径大小不均匀,晶内为细长α片层。在α+β两相区上部进行固溶时效及双重退火热处理,研究了激光沉积Ti60A合金的固态相变行为。结果表明,合金经固溶处理得到了规则的杆块状初生α相和针状六方马氏体α’;经过时效处理后,α’分解成连续且极细小的α/β片层组织。合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细长片层状β转变组织的"特殊双态组织"。     

时效热处理对EB-PVD镍基合金薄板组织与力学性能的影响

采用电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)成功制备了直径为1000 mm,厚度为0.10～0.13 mm的镍基合金薄板.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试方法,对时效热处理前后试样形貌、析出相组成、高温拉伸性能进行了研究.结果表明,镍基合金薄板材料时效热处理后,晶粒长大,随时效时间延长,晶粒长大速率明显降低.在时效过程中,有细小碳化物颗粒在晶界析出,衍射花样分析表明,碳化物为FCC结构的(Cr,Fe)23C6.时效热处理后,镍基合金薄板材料高温拉伸性能有了很大提高,延伸率有一定的降低.     

钛合金板与不锈钢丝网异质接头焊接

采用不同的滚焊和真空扩散焊工艺研究了TC4钛合金板与00Cr18Ni13不锈钢丝网的异质接头的焊接问题.焊缝显微分析显示,无论是滚焊或真空扩散焊,无论焊接参数大小,都无法避免异质接头直接扩散焊时产生内应力和脆性的金属间化合物相,并形成裂纹.滚焊和较小的焊接参数只能减少焊接缺陷的产生,较大的焊接参数的扩散焊直接导致未熔合和开裂.采用中间过渡层并产生微观机械咬合的焊接接头性能较好.     

Deformation behavior of TC 1 titanium alloy sheet under double-sided pressure

In order to investigate the influence of normal stress through thickness on the formability of sheet metal, the viscous pressure bulge（VPB） tests of an annealed TC1 titanium alloy sheet were carried out under two different conditions： double-sided pressure bulging and conventional single-sided pressure bulging. The automated strain analysis, measurement environment （ASAME） and scanning electron microscope（SEM） were used to study the strain distributions and the fracture morphology of bulged specimens. It is found that thickness strain is increased for double-sided pressure bulging specimens, and the limiting dome height（LDH） of double-sided pressure bulging specimens is increased by 31.8% compared with conventional single-sided pressure bulging specimens. The dimples in fracture surface for double-sided pressure bulging specimens are larger and deeper than those for conventional single-sided pressure bulging specimens. The results indicate that normal stress through thickness is helpful in improving the formability of titanium alloy sheet metal.