Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金的动态再结晶行为（英文）

对Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金在温度为950~1100℃,应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下进行热压缩试验,研究了该合金在β相区变形时的动态再结晶行为。结果表明,该合金的热变形机制主要是由动态再结晶支配的,而动态再结晶新晶粒主要是通过弓弯形核机制来形成的。当应变速率降低和变形温度升高时动态再结晶易于发生;当应变速率为0.01~0.1 s~(-1),变形温度为950~1050℃时,动态再结晶使晶粒细化;当变形温度高于1100℃,应变速率低于0.001 s~(-1)时,动态再结晶晶粒粗化。为了确定在不同变形条件下的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸,分别建立了该合金动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸预测模型。     

再结晶软化效应对Ti-6Al-4V修正本构的影响

通过对分离式霍普金森压杆实验应力-应变数据的分析,考虑到再结晶软化效应对材料本构的影响情况,建立了J-C修正本构模型,该模型用2个表达式来表示不同临界应变值区间材料本构的特点;利用增量法建模,屈服服从Huber-Mises准则,应力更新采用径向回退法,使用Fortran语言编写了基于AdvantEdge FEM的子程序。通过对2种本构及高速铣削实验数据的分析与比较,证明了在表现高速切削Ti-6Al-4V合金的切屑形态时,修正J-C本构比J-C本构更适用。     

Ti-6Al-4V钛合金光纤激光叠焊（英文）

Ti-6Al-4V钛合金蒙皮和骨架叠焊在航空航天器制造领域有着广泛应用。采用4 k W ROFIN光纤激光器对其进行激光叠焊,利用数码显微镜、光学显微镜、扫描电镜和万能试验机研究激光焊接工艺参数对叠焊焊缝几何尺寸、气孔数量、显微组织和力学性能的影响。结果表明,三管侧吹保护气嘴优于单管侧吹保护气嘴,气流量≥5 L/min时可获得无氧化的焊缝;间隙控制在0.1 mm范围内能有效抑制气孔生成,重熔能有效地减少焊缝中已有的气孔;当激光焊接功率、焊接速度和离焦量分别为1700 W、1.5 m/min和+8 mm时可制得气孔最少、剪切强度最高的叠焊接头。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金β锻动态再结晶(英文)

通过热压缩实验研究Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金在变形温度为1000～1100°C,应变速率为10-3～1.0s-1的条件下的动态再结晶行为。结果表明:在变形温度高于1050°C、应变速率低于0.01s-1时,合金的动态再结晶机制以不连续动态再结晶为主;在变形温度低于1050°C、应变速率高于0.01s-1时,合金的动态再结晶机制以连续动态再结晶为主,同时存在少量的不连续动态再结晶。此外,降低应变速率和升高变形温度均能促进动态再结晶进程并使β变形晶粒细化。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形及微观组织演变

通过高温拉伸试验研究了Ti-6Al-4V合金的高温变形力学行为和超塑性,并对试样断口附近的组织进行了观察。结果表明,随着变形温度的升高或初始应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的流动应力明显减小;Ti-6Al-4V合金的最佳超塑性变形工艺参数为880℃/0.001s-1,最大延伸率为689%,峰值应力仅为30.03MPa;在超塑性拉伸过程中,试样变形区发生明显的动态再结晶,使片层状的α相晶粒破碎、细化和等轴化,促进超塑性的增加;随着变形温度的提高、变形量增大和变形时间的加长,再结晶α相发生了聚集长大,从而使显微组织明显粗化。对于双态组织的两相钛合金,最佳超塑性变形温度应低于或等于片层状α→β转变的终了温度。     

Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊缝的织构(英文)

采用W-Re合金搅拌头对α+β双相Ti-6Al-4V钛合金进行搅拌摩擦焊并在合适的工艺参数下获得无缺陷焊缝,利用取向成像显微镜对Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊缝的织构进行研究。Ti-6Al-4V钛合金母材为轧制退火态,组织由变形的初生α相和转变β组织构成,具有典型的轧制织构。焊核区组织与母材明显不同,由大量的等轴动态再结晶晶粒组成,并在搅拌摩擦焊过程中形成{φ1=30°,φ=62°,φ2=30°}取向的织构。     

SPF/DB超塑成形处理对Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响

采用超塑成形/扩散连接技术对Ti-6Al-4V合金进行处理,研究其对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,超塑成形/扩散连接后,等轴组织取代了Ti-6Al-4V合金坯料中的双态组织,合金的疲劳极限和抗拉强度降低。     

Ti-6Al-4V钛合金激光焊缝及其变形的微观表征(英文)

观察Ti-6Al-4V钛合金焊缝的变形行为。采用激光焊方法制备焊缝,利用光学显微镜、扫描电镜、压缩力学试验、透射电镜及高分辨分析方法研究焊缝的宏观成形、微观组织、力学性能及结构。讨论了焊缝在压缩应力和腐蚀作用下的滑移变形机制。结果表明:钛合金激光焊缝的压缩强度最大可达1.191MPa;激光焊缝中可以观察到滑移行为,在断口中的滑移带最小为600nm,在腐蚀试样中发现的滑移带最小为75nm。     

电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的组织与性能（英文）

电子束快速成形是一种利用金属丝材沉积直接制造金属零件的新型增材制造技术。用电子束快速成形方法制备了Ti-6Al-4V合金,对其显微组织和快速成形态、退火态、热等静压态下的力学性能进行了研究。电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的低倍组织典型特征为沿堆积高度方向生长的贯穿多层沉积层的粗大柱状晶以及分布于层间及堆积路径间的明暗相间的带状条纹。各种状态下室温拉伸性能均有明显的方向性,其中X向、Y向强度较高,Z向强度低但塑性较好;消应力退火处理对室温拉伸性能没有明显影响;热等静压处理后材料的抗拉伸强度显著降低,但具有良好的塑性与韧性,同时能够明显降低高周疲劳性能数据的分散性。快速成形态及退火态室温拉伸性能均可满足AMS4999标准的要求,但与锻件标准HB5432相比仍有差距。     

细晶Ti-6Al-4V宽幅板材的超塑性变形机理及组织演变（英文）

通过恒应变速率拉伸试验,在1103～1223 K温度范围、3.2×10~(-4)～1×10~(-2)s~(-1)应变速率范围内,研究了Ti-6Al-4V宽幅板材的超塑性,在实验中获得了100%-604%的延伸率。分析了组织演变和变形机理,结果表明,其主要变形机理为晶界滑移,以晶内位错运动和β相的晶内滑移为协调机制。实验中还发现在低温下变形时,Ti-6Al-4V宽幅板材存在各向异性,当在高温下变形时,各向异性不太明显。     

Ti-6Al-4V钛合金激光选区熔化成形工艺及性能研究

将激光功率和扫描速度作为主要的工艺参数,进行了Ti-6Al-4V钛合金激光选区熔化成形(SLM)试验.结果 表明,激光功率为300W,扫描速度为1.0 m/s时,SLM成形试件的抗拉强度达到1150 MPa,伸长率达到9.5％,抗拉强度和伸长率都较高.激光热输入不足时,试块抗拉强度不能满足使用要求,激光热输入过高时,试...     

Ti6Al4V钛合金自由曲面钣金件超塑成形数值仿真与实验验证

针对Ti6Al4V钛合金自由曲面薄壁钣金件的制造需求,采用超塑成形工艺保证成形件的几何精度.利用数值仿真确定合适的工艺参数和模具工艺补充面,基于Power law模型描述了Ti6Al4V钛合金稳态阶段的流动应力.设计加工超塑成形模具完成了Ti6Al4V钛合金薄板的超塑气胀成形工艺实验,由于成形温度高,成形件表面氧化严重...     

等温处理对Ti-6Al-4V合金凝固过程中组织演化的影响（英文）

通过控温感应熔炼装置研究Ti-6Al-4V在凝固过程中等温处理对组织的影响。结果表明,在β相区等温处理,得到由平行片层组成的集束组织;在960°C等温处理,得到一种特殊的钛合金双态组织,由粗化、等轴的初生α相和细化的片层组织组成。初生α片层倾向于断裂、球化,呈现等轴化形态。凝固过程中在(α+β)两相区进行保温,原子迁移、高位错密度以及α相界面张力的共同作用,促使初生α片层等轴化。随等温处理结束,未转变的β基体进一步转化为细的片层,形成双态组织。与直接冷却得到的片层组织相比,晶界α呈不连续形状,片层团尺寸大大降低,整个截面组织均匀。     

异步热轧对钛合金Ti-6Al-4V微观组织及力学性能的影响（英文）

通过异步/同步热轧实验研究了异步热轧工艺对钛合金显微组织和力学性能的影响。实验表征了试样的显微组织、力学性能、断口形貌和微观取向。结果表明,复杂应变路径较之简单应变路径能更好地细化晶粒,同时提高强度和塑性,并且表层晶粒小于中心晶粒。异步轧制工艺相比同步轧制能更好地获得细小晶粒。异步轧制试样的强度及塑性值高于同步轧制试样相应值,提高异步速比可提高强度及塑性值。异步轧制试样的塑性变形机制可能是滑移,而同步轧制试样塑性变形机制为滑移或孪晶。     

β锻造Ti-6Al-4V合金力学性能各向异性（英文）

研究β锻造Ti-6Al-4V(Ti64)合金拉伸性能和断裂韧性的各向异性。对饼材不同取向的显微组织和晶体学织构进行分析,同时研究取样方向对拉伸性能、断裂韧性的影响。结果表明,Ti64饼材原始β晶粒呈扁平状。室温下合金主要由α相构成,β锻造后β→α相变产生的多个α相变体导致α相织构强度较低。力学性能各向异性的主要影响因素为原始β晶粒形貌以及与α织构相关的滑移。采用J积分阻力曲线法测定合金的起裂韧性,并将起裂韧性KJIC分为内在韧性和外在韧性。内在断裂韧性各向异性主要与原始β晶粒对裂纹尖端塑性区范围的影响相关;外在断裂韧性主要与α片层与集束对裂纹曲折程度的影响相关。     

细晶Ti-6Al-4V 宽幅板材的超塑性变形机理及组织演变

通过恒应变速率拉伸试验,在1103~1223 K温度范围、3.2×10-4~1×10-2s-1应变速率范围内,研究了Ti-6Al-4V宽幅板材的超塑性,在实验中获得了100%-604%的延伸率。分析了组织演变和变形机理,结果表明,其主要变形机理为晶界滑移,以晶内位错运动和β相的晶内滑移为协调机制。实验中还发现在低温下变形时,Ti-6Al-4V宽幅板材存在各向异性,当在高温下变形时,各向异性不太明显。     

Ti-6Al-4V钛合金多工序加工的微观结构和力学性能研究（英文）

为获得环轧、胀形和热处理不同工艺组合状态下Ti-6Al-4V合金加工工艺-力学性能-微观组织之间的关系,分别对其α相和β相组织形貌,室温和高温拉伸性能(强度和塑性)进行观察与分析。研究表明,在适当的热处理工艺下,合金轧制成形之后增加第二工序胀形是很有必要的。材料的拉伸性能与初生α相的晶粒尺寸和体积分数,及次生α相的晶粒尺寸和组织厚度有很大关系。此外,胀形后热处理主要影响初生α相的晶粒尺寸及α相和β相组成比例,其次影响次生片状α相的大小和数量。当α相由小颗粒等轴组织转变为厚的多边形状组织时,材料的延伸率降低。随着初生α相体积分数的减少,未转变β相组织和弥散次生α相的增加,合金强度增加。材料高温拉伸断裂为韧性断裂,材料低塑性归因于组织断裂表面铸造微缺陷的萌生。     

细晶TC4钛合金的动态再结晶行为及数值模拟

采用实验和有限元模拟相结合的方法,研究了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金热加工过程中的动态再结晶（DRX）行为。通过实验得到的真应力-应变曲线,建立了细晶TC4钛合金的临界应变模型和DRX动力学模型,并基于所建立的DRX模型,采用DEFORM-3D软件对其热压缩过程进行了模拟。结果表明:热压缩工艺参数对细晶TC4合金的DRX行为有显著影响;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶的体积分数（XDRX）及其晶粒尺寸均增大;随着应变的增大,变形区的等效应变和区域范围均增大;合金变形时,XDRX的实验值与其模拟值的相关性为0.9762,表明所建立的模型具有较高的精度。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形中的组织演变及变形机制

920℃、应变速率为1×10.3和2×10.4 s.1时,对不同初始晶粒尺寸(2.6、6.5和16.2 μm)的Ti-6Al-4V合金进行超塑性拉伸变形.采用光学显微镜、透射电镜观察变形后的显微组织.结果表明,初始晶粒尺寸的不同对超塑性变形中的组织演变及变形机制有着显著的影响.拉伸变形中晶粒明显粗化,变形诱发晶粒长大是超塑性变形组织的重要特征之一;随着变形程度的增大,应变诱发的晶粒长大显著增大,并且远大于静态长大的增幅.对于细晶粒材料(2.6和6.5 μm),位错运动协调的界面滑动是其变形的主要机制.而对于晶粒较粗的材料(16.2 μm),超塑变形机制是晶界滑动与晶内位错运动的共同作用.随着晶粒尺寸的增大,以晶界滑动为主的变形方式逐渐转向以晶内位错运动为主.     

近α钛合金TA15在β单相区等温变形过程中不连续动态再结晶的模拟与实验研究(英文)

介绍了元胞自动机法模拟钛合金Ti-6A1—2Zr—1Mo—1V(TA15)在β单相区等温压缩过程中的不连续动态再结晶现象。通过元胞自动机模型,动态地模拟了再结晶的形核和后续长大。再结晶晶粒长大的驱动力由晶界处位错密度的演化提供。为了验证本CA模型的正确性,将通过CA模型预测所得的应力-应变曲线与实验值进行对比。对比结果表明,在1020℃,应变速率1.0、0.1、0.01 s~(-1)的条件下,二者平均相对误差分别为10.2%、10.1%和6%;而在1050℃,应变速率1.0、0.1、0.01 s~(-1)的条件下,二者平均相对误差分别为10.2%、11.35%和7.5%,验证了模型的可靠性。另外,基于该CA模型预测研究了再结晶晶粒尺寸、长大速度和再结晶动力学特征。结果表明,再结晶晶粒长大速率随着应变速率或温度的升高而升高;再结晶晶粒尺寸随着应变速率的降低而增加;再结晶体积分数随着应变速率的增加或温度的降低而降低。