TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究EI北大核心

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TCll钛合金在1030～1090℃和应变速率0．001～0．1s^-1范围内的流变行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力一应变曲线特征。热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4．05,172．3kJ·mol^-1,表明该组织的合金在口区热变形主要是位错的滑移和攀移过程。组织观察和电子背散射衍射（Electron Back Scattered Diffraction,EBSD）测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行。该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态。通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程。经验证,与实验数据吻合较好。     

TC21钛合金高温热变形行为研究

研究了不同热变形条件下TC21钛合金的流变应力行为和微观组织演变规律,分析了高温热变形行为模型及动态再结晶现象.结果表明,随变形温度的升高和热变形速率的降低,TC21钛合金在热变形过程中相变和变形同时发生,导致了热变形过程中的动态回复和再结晶现象.     

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s^-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s^-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×10²·Z^-0.1628。     

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理EI北大核心CSCD

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。     

热变形参数对TC21钛合金微观组织的影响

通过在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行的等温恒应变速率压缩试验和金相及透射分析,研究了变形温度和应变速率对TC21钛合金热变形后微观组织的影响.结果表明:变形温度和应变速率对TC21钛合金的变形组织有着显著的影响.在两相区,随着变形温度的升高,组织中初生α相含量减少,β相含量增加;在应变速率为0.01 s-1、变形温度为860和890 ℃时,初生α相发生了再结晶.随着应变速率的增加,马氏体条变窄,当应变速率较低时(0.01 s-1),组织中观察了再结晶晶粒.     

TC21钛合金热变形过程中片层α相动态球化行为研究

目的 定量分析不同热变形参数下片层α相的演化行为,探究不同热变形参数对TC21钛合金中片层α相动态球化行为的影响规律,并探讨片层α相在动态球化过程中的组织演变机理。方法 基于Thermecmastor-z热模拟试验机对TC21钛合金开展不同变形参数的热压缩试验,结合SEM-EBSD材料表征技术进行显微组织的表征。结果 随着温度从890℃升高至950℃,片层α相的平均厚度从0.65μm先增大至0.72μm后减小至0.16μm;在高温、低应变速率的条件下,片层α相球化百分数约为59%,而在低温、高应变速率条件下,片层α相球化百分数降至约26%;随着应变速率由0.001 s^-1升至1 s^-1,片层α相球化百分数的增量由10%减少至不足2%。结论 温度的高低主导了片层α相尺寸的变化趋势;变形温度的升高及应变速率的降低加速了片层α相的球化进程,而应变速率为主要影响因素;在α+β两相区变形过程中,LAGBs常形成于片层α相内部位错塞积程度较高的区域,并以此作为发生动态球化的界面。随着动态球化百分数的增大,α相中LAGBs的体积分数减小,而HAGBs的体积...     

TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学

使用圆柱形TB6钛合金试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行热模拟压缩实验(变形温度为825~1100℃,应变速率为0.001~1 s^-1)。对采集的流变数据进行加工硬化率处理,确定动态再结晶体积分数,研究了TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学。结果表明,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的提高而增大,流变曲线呈现出动态再结晶类型的特征。随着应变速率的降低和变形温度的提高,动态再结晶的体积分数和晶粒尺寸增大。在变形温度高于950℃、应变速率低于0.001 s^-1条件下,动态再结晶的晶粒严重粗化。动态再结晶动力学曲线经历缓慢增加—快速增加—缓慢增加三个阶段,呈现出典型的“S”型特征。确定了动态再结晶的体积分数达到50%时的应变,建立了TB6钛合金的动态再结晶动力学模型。     

TC11钛合金壳体成型工艺研究

介绍了用反挤压成型方法加工TC11钛合金大型壳体毛坯的工艺,对润滑剂选取及润滑方式及形状尺寸控制等做了重点研究.结果表明,反挤压成型工艺简单,易操作,产品几何尺寸规则,表面质量良好,组织性能符合国家技术标准要求.     

TC11钛合金盘模锻过程微观组织的数值模拟

通过热力模拟压缩试验和定量金相组织测试数据,运用BP神经网络方法建立TC11钛合金等轴组织两相区变形的流变应力模型和α相组织演变模型.将所建立的流变应力模型和α相组织演变模型集成到MARC有限元分析软件中,实现TC11钛合金等轴组织两相区变形-传热-微观组织演变的多场耦合模拟技术.采用该技术模拟预测TC11钛合金盘模锻后的α相晶粒尺寸,实验验证结果表明预测误差在10%以内.     

高应变速率下TC11钛合金动态剪切行为与性能

采用分离式霍普金森压杆（Hopkinson Bar）装置系统,对TC11钛合金进行室温高应变速率（700-2100s^-1）动态剪切试验,通过光学显微镜、显微硬度分析仪、扫描电镜研究了TC11钛合金动态剪切行为、绝热剪切带微观组织与性能。结果表明：TC11钛合金随应变速率的提高绝热剪切敏感性增加;绝热剪切带由过渡区域的变形拉长组织和中间部位的细小晶粒组织组成,具有清晰的剪切变形流线,宽度约为10μm;绝热剪切带内的显微硬度值高于基体组织,是,由应变速率强化和应变强化与热软化相互作用的结果。     

热处理对TC11钛合金室温力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸性能和冲击性能测试仪,研究TC11钛合金经过不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,280 mm棒材坯料边缘部位室温性能波动与热变形过程中的摩擦力和温降有关;当固溶温度由940℃提高到970℃时,室温强度和塑性均出现了明显的下降,强度下降约50 MPa,延伸率的相对值下降约为8%;固溶温度由970℃升高到980℃时,强度提高约30 MPa,延伸率和断面收缩率均有所提高;时效时间对TC11钛合金室温拉伸性能影响不显著,但对室温冲击性能影响显著,当时效时间由4 h增加到8 h时,显微组织发生了明显的球化,长条状的初生α相数量显著降低,初生α相和次生α相均有所长大,导致冲击性能显著增强,提高了30.4~33.6 J,但室温拉伸强度和塑性变化不大。     

TC2钛合金的高温热变形行为

对TC2钛合金的高温变形行为进行了有限元模拟和热压缩实验研究,使用有限元自洽模型模拟提高流动应力曲线修正精度,分析材料的应力应变曲线特征,得到其高温流动本构方程和激活能,并进行了光学显微镜观察研究其微观组织演变规律,发现在高温低应变速率下α相的球化程度较高。绘制出TC2钛合金的功率耗散图和热加工图,结合应变速率敏感系数m研究了受m值控制的不同变形机制,最终确定了TC2钛合金的最佳加工窗口：(I)760~825℃、0.007~0.024 s^-1;(II)850~900℃、0.018~0.37 s^-1;(III)900~950℃、1~10 s^-1,在此区间功率耗散因子较大,在材料变形过程中发生充分动态再结晶,试样的微观组织呈细小等轴状。     

两种组织TC11钛合金薄板弯曲疲劳性能的研究

本研究选取了具有（α＋β）等轴组织和α／β粗片层组织的TCll钛合金作为研究对象,采用研究了TCll合金薄板样品在恒总应变幅控制下的弯曲疲劳性能及其损伤行为,通过对疲劳开裂路径和断裂的观察与表征,探讨了疲劳损伤与组织结构间的关系。研究发现,恒总应变幅控制下的等轴组织TCll钛合金薄板的弯曲疲劳性能明显的高于粗片层组织合金。等轴组织合金的疲劳裂纹沿α相中的滑移带萌生并扩展,片层组织样品疲劳裂纹沿着α相或与片层垂直的方向扩展。     

TC21钛合金不同变形条件下的显微组织研究

在国内率先完成了新型八元系高强韧钛合金TC21的热模拟压缩变形实验,研究了TC21合金在β相区、(α β)相区及相变点Tβ共8个温度点及0.01～50s-1等5个应变速率值条件下的单向热加工变形特性,重点对加工态金相组织、尤其是0.01s-1和50s-1条件下的组织进行了研究,结果发现,在试样的不同部位存在变形组织的不均匀现象,该合金在不同温度区域变形时分别发生重结晶和动态再结晶.重结晶导致晶粒粗化(约100～200μm),而动态再结晶致使晶粒细化(最小在1～2μm以下).     

变形量对TC18钛合金力学性能的影响

采用一种专门用于钛合金锻造工艺参数定量研究的专利技术研究了β区变形量(从10%到65%)对TC18钛合金关键力学性能、显微组织的影响。研究结果表明:β区变形时,变形量对合金抗拉强度影响不大,σb在1150MPa左右;但对合金伸长率、断面收缩率和断裂韧度均有显著影响。变形量每增加10%,伸长率可提高0.7%左右;断面收缩率提高4%左右;断裂韧度下降3MPa·m1/2左右。为获得TC18钛合金强度-塑性-韧性的最佳匹配,应将β区变形量控制在35%左右。     

TC11钛合金中α'相和α'相的组织演变和显微硬度

研究了TC11钛合金中α"相和α'相的显微组织转变和显微硬度。金相显微组织观察和X射线衍射分析的结果表明： 随着固溶温度的提高α"相逐渐向α'相的晶体结构转变,α相、α"相和α'相的显微组织演变规律为：α+α",α+α"+α',α+α',α'。显微硬度测试的结果表明：在935~995℃固溶后显微硬度随着温度的提高先增大后减少,在985℃固溶后显微硬度达到峰值。综合分析显微组织影响合金显微硬度的机理：在935~985℃固溶后α'片层的厚度和间距变化的幅度小,β转变组织长大缓慢,在β转变组织中先后析出α"和α'相,随着固溶温度的提高α'片层的含量随之提高产生了相变强度效果,使其显微硬度提高;在985~995℃固溶后α'片层的厚度和间距明显增大,β转变组织变粗大,α"相消失,α'相的含量降低,相变强化的效果减弱,使β转变组织的显微硬度降低。     

TC11钛合金热变形特性分析及其本构关系的建立

对具有原始β转变组织的TC11钛合金在温度1090～800 ℃,应变速率10-3～10-1 s-1条件下进行了热力模拟压缩实验,获得了该合金不同热变形条件下的应力-应变曲线.通过分析该合金的热变形行为,获得了应力指数、应变速率敏感指数和热变形激活能等表征其变形特性的重要特征参数,并采用所得参数建立了热变形本构关系.对比结果表明,所建立函数关系与实验结果吻合较好.     

Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响.在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究.结果表明:合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当变形量为80%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到220Hv,导电率达到41%IACS.热模拟实验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响.     

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的变形激活能Q。