TA16钛合金管材工艺研究

主要研究了冷变形程度、真空退火温度和时间对TA16钛合金管材组织性能的影响。结果表明:冷轧管材的再结晶开始温度不高于600℃;在650~800℃之间退火,退火温度的变化对TA16钛合金的力学性能影响不明显;随冷变形量增加,管材强度值上升,塑性值下降,加工率达70.9%时,管材仍有8%的延伸塑性,高温(200~400℃)下,材料强度和塑性均处于相对稳定的区域。     

热处理工艺对TC4合金冷轧管材组织及性能的影响

研究了真空退火、普通退火和固溶处理对TC4钛合金冷轧管材组织及性能的影响。结果表明:真空退火和普通退火的显微组织中都存在不同程度的拉长α相、等轴α相和晶间β相,固溶处理获得组织为等轴α相、马氏体α'相和亚稳定β相。三种方式的热处理对于轧态管材都有不同程度的软化作用。其中,真空退火在850℃时,塑性最好,断后伸长率达到20.7%;普通退火在800℃时,塑性最好,伸长率达到19.0%;固溶处理虽然有一定的软化作用,但软化效果不明显。综合分析认为,最适宜TC4合金冷轧管材的退火温度为800~850℃。     

退火对TC25G钛合金组织和性能的影响

研究了不同退火处理对TC25G钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明,初生α相的含量对一次退火温度非常敏感,且随着一次退火温度的升高,其强度呈缓慢上升趋势,塑性先升高后降低。随着一次退火保温时间的延长,初生α相的尺寸有增加的趋势,同时β转变组织逐渐粗化,保温时间对其塑性影响较为明显。随着冷却速度的提高,塑性明显下降,强度明显升高。二次退火温度对棒材的强度和塑性均有影响,当二次退火温度超过600℃后,其强度轻微升高而伸长率和断面收缩率明显下降。二次退火温度对TC25G钛合金棒材的冲击性能影响显著,二次退火温度超过600℃时,与技术条件规定的≥24 J相比,不能满足要求,二次退火温度不超过560℃时,试样的冲击性能明显提高,达到技术要求。     

退火制度对TA15挤压管材的组织与性能的影响

研究了TA15钛合金挤压管材的退火制度对组织及性能的影响。结果表明,TA15钛合金挤压管材随退火温度从700℃升高到960℃,Rm分别从1050MPa降到985MPa,A从14％升到15％,表明强度下降幅度甚小、塑性变化不大。在700～850℃退火可消除管材内应力并有部分再结晶,温度升高到900℃时,TA15再结晶进行得充分完全,组织得到了细化、球化,管材的力学性能良好。     

TC2钛合金管材工艺研究

研究了TC2钛合金管材研制中的两辊温轧、多辊冷轧变形程度及直径壁厚变形匹配关系、温轧加热温度、中间及成品退火温度、化学成分等对管材加工成形质量、组织性能等的影响.结果显示,两辊温轧、多辊冷轧性能优良,在直径壁厚变形匹配合理的条件下,温轧和冷轧道次变形达40%和30%时未产生轧制开裂等加工缺陷.温轧加热温度550-650℃,Al,Mn含量控制在标准中上限,Fe,O含量适中,退火温度850-900℃时,轧制产品质量和各项性能指标可满足技术标准要求.     

热处理对冷轧TC4钛合金管材组织和性能的影响

对经过5道次轧制得到的TC4钛合金管材进行不同温度的退火处理,研究退火温度对冷轧TC4钛合金管材组织和性能的影响;并对管材进行显微组织观察和力学性能测试。研究发现,管材经不同温度退火后,得到的再结晶组织有明显的差别。力学性能测试结果显示,经920℃退火保温1 h炉冷至500℃,空冷至室温后得到的管材的综合力学性能最佳。     

热处理对Ti80冷轧管材力学性能和组织的影响

对冷轧后Ti80管材分别进行不同温度退火处理,分析不同的热处理制度对冷轧Ti80管材力学性能和组织的影响。结果表明,低于相变点退火时,随着温度升高,初生α相逐渐球化,初生α相含量明显降低,β相含量增加;高于相变点退火时,形成粗大的魏氏体组织;固溶后时效,温度越高,次生α相越粗大;低于900℃进行退火时,随着温度升高,强度下降,塑性和冲击韧性上升;固溶退火时,室温拉伸性能对温度并不敏感,强度和塑性稳定,但随着温度的升高,冲击韧性提高。经综合分析,950℃退火时,合金力学性能和冲击韧性都很好,可获得理想的综合性能。     

TC2钛合金管材工艺研究

对TC2钛合金管材研制中的两辊温轧、多辊冷轧变形程度及直径壁厚变形匹配关系、温轧加热温度、中间及成品退火温度、化学成分等对管材加工成形质量、组织性能等的影响进行了研究。研究结果显示，该合金两辊温轧、多辊冷轧性能优良，在直径壁厚变形匹配合理的条件下，温轧和冷轧道次变形达40％和30％时，未产生轧制开裂等加工缺陷；温轧加热温度550℃—650℃时，Al，Mn含量控制在标准中上限，Fe，O含量适中；退火温度850℃—900℃时，轧制产品质量和各项性能指标可满足技术标准要求。     

冷轧变形量及退火工艺对Gr.39钛合金带卷组织性能的影响

研究了不同冷轧变形量和退火工艺对Gr.39钛合金带卷显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于热轧退火态Gr.39钛合金带卷,当冷轧变形量从0升高到59.4%时,显微组织由完全退火的等轴组织逐渐变形为被拉长的纤维状组织,并且随着变形量的增加,材料加工硬化程度逐渐增加。考虑到轧制过程的稳定性,建议单轧程冷轧变形量控制在60%以内。Gr.39钛合金带卷在700℃退火发生完全再结晶,退火温度升高至相变点以上时,显微组织转变为粗大魏氏组织。随着退火温度的升高,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,延伸率逐渐升高。推荐冷轧Gr.39钛合金带卷退火制度为700℃/8 h/AC。     

热处理温度对Monel 401管材组织和性能的影响

介绍了Monel 401管材生产及退火试验方法,分析了冷轧态Monel 401管材试验结果,重点研究了不同退火温度对管材金相组织、力学性能的影响。分析认为:Monel 401管材冷轧态组织为纤维状组织,纤维状组织随退火温度升高而逐渐减少。退火温度700℃时,发生完全再结晶,纤维状组织消失;退火温度550～600℃时,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率基本保持不变;退火温度600～700℃时,抗拉强度缓慢下降,而屈服强度和硬度呈直线迅速下降,伸长率呈直线迅速上升。退火温度650℃时,管材综合性能较好,满足用户要求。     

退火工艺对TC4钛合金板材组织和性能的影响

采用不同的退火工艺对热轧后的TC4板材进行热处理,对比分析了退火温度和退火时间对材料组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4钛合金板材的晶粒等轴化程度提高,抗拉强度和伸长率随温度升高变化不大,但是屈服强度下降明显,同时硬度有较大幅度的提高。温度高于900 ℃后,组织类型由等轴组织向双态组织转变。900 ℃保温4 h,组织中的晶粒迅速长大,延长保温时间可以提升TC4钛合金板材的塑性,对强度影响不大。950 ℃条件下延长保温时间,材料的硬度大幅度提高;低于900 ℃时延长保温时间,材料硬度的提高幅度较小。     

Ti-Ta系近α型钛合金极薄壁管材退火工艺研究

采用多道次大变形量冷轧加滚珠旋压工艺制备出Ti-Ta系近α型钛合金极薄壁管材,研究了再结晶退火时保温时间和退火温度对管材显微组织与力学性能的影响。结果表明：冷旋态管材呈纤维组织,且纵向相对横向更为明显;退火态管材横纵向均为等轴组织。管材退火时,显微组织与力学性能对保温时间不敏感,保温时间选择范围较宽;随着退火温度的升高,晶粒聚合长大,强度降低,塑性增加。经(620～680)℃/(10～60)min/FC退火后,Ti-Ta系极薄壁管材可满足波纹管成形性能要求。     

TC4钛合金在小温度范围退火时的力学性能演变

TC4钛合金的塑性较低、变形较困难,在轧制过程中难以控制其组织和性能,因此在后续的热处理中需要严格控制退火温度和保温时间,以获得所需的组织及性能。本文对TC4钛合金板材进行了小温度范围的退火,研究了在小温度范围内TC4钛合金力学性能的变化。结果表明,TC4钛合金板材退火温度从760℃升高至800℃,板材纵向上的晶粒尺寸较小,抗拉强度与屈服强度高于横向上的抗拉强度与屈服强度;同时,板材的伸长率降低。     

退火温度和冷却速率对TC4钛合金组织和性能的影响

采用室温拉伸试验和冲击试验方法,对TC4钛合金分别进行940、960、980℃退火,并在980℃退火后采取不同的冷却方式得到的试样进行强度(σ_b、σ_(0.2)),塑性(δ、ψ)和冲击韧性(a_k)的测试,结合扫描电镜进行组织和形貌观察,得到了在相变点以下退火温度和冷却速率变化时,TC4钛合金的组织、强度、塑性和冲击韧性的变化规律:随着退火温度的升高,材料的强度、塑性和冲击韧性呈降低趋势;随着冷却速度的加快,材料的强度呈升高趋势,塑性和冲击韧性呈下降趋势。     

低成本TC4钛合金板材的组织和性能

研究了低成本TC4钛合金板材在变形及退火过程中组织和性能的变化规律。结果表明,板坯经轧制变形后,粗大的铸态枝晶组织被破碎,形成了等轴或长条状α+β转变组织。板材退火后,其组织更加均匀,且随着退火温度升高,板材中析出片状次生α相,初生α相的含量减少,并逐渐趋于等轴化。随变形进行,板材的室温拉伸强度和塑性呈增大趋势;退火温度升高,板材的抗拉强度先增大,至820 ℃时达到最大值,之后逐渐减小,规定塑性延伸强度和断面收缩率总体上呈下降趋势,而伸长率则变化不大。经（750～820）℃×1 h+AC退火处理后的板材,具有较好的强度与塑性的匹配。     

退火温度和冷却速率对TC4钛合金的组织和性能的影响

采用室温拉伸试验和冲击试验方法,对TC4钛合金分别进行940, 960, 980 ℃退火,并在980 ℃退火后采取不同的冷却方式得到的试样进行强度（σb、σ0.2）,塑性（δ、ψ）和冲击韧性（ak）的测试,结合扫描电镜进行组织和形貌观察,得到了在相变点以下退火温度和冷却速率变化时,TC4钛合金的组织、强度、塑性和冲击韧性的变化规律：随着退火温度的升高,材料的强度、塑性和冲击韧性呈降低趋势;随着冷却速度的加快,材料的强度呈升高趋势,塑性和冲击韧性呈下降趋势。     

热处理温度对TA15钛合金管材组织及性能的影响

对TA15钛合金管材试样在750～1050℃范围内进行保温1 h后空冷的热处理,利用光学显微镜、电子万能试验机及摆锤式冲击试验机,研究不同热处理温度对TA15钛合金管材组织及力学性能的影响。当热处理温度由750℃升至850℃时,α_p未发生明显变化而次生α相片层发生了明显的粗化;随热处理温度进一步升高至950℃,α_p数量减少,等轴化的程度升高,次生α相至950℃完全转变为高温β相并在进一步冷却过程中重新析出β转变体;当热处理温度进一步提高至1000℃以上时,显微组织转变为典型魏氏组织。相变点以下热处理时(<1000℃),强度塑性匹配较好,随着热处理温度的升高,强度降低,塑性提高,850℃时达到强塑性的最佳匹配。随着热处理温度的升高,冲击性能呈现先升高后降低的趋势,其中900℃热处理后冲击性能最优。     

冷轧与退火对LA91合金显微组织和力学性能的影响

对热挤压态LA91合金进行了冷轧及退火处理,研究了不同冷轧变形量与退火温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,总轧制变形量为76.7%的LA91合金薄板具有较高的强度和良好的塑性(抗拉强度为177 MPa,伸长率为37.4%)。在200~300℃范围内退火,冷轧LA91合金发生回复和再结晶,β相逐渐变为等轴状,α相逐渐球状化。因此,随退火温度升高,合金薄板的抗拉强度先降低后升高,伸长率则先升高后降低。同一变形量下,合金中的α相再结晶温度略高于β相;经1h退火,不同变形量的冷轧LA91合金开始再结晶的温度略微不同,约为250℃,退火温度为300℃时,再结晶完成。     

冷变形量及热处理对BTi-421111钛合金薄板组织和性能的影响

BTi-421111钛合金是一种低成本中强钛合金,通过研究BTi-421111钛合金薄板冷轧变形量、退火温度等工艺参数对室温力学性能和显微组织的影响,探讨了BTi-421111钛合金薄板冷变形特点及组织性能的变化规律,确定了BTi-421111钛合金最佳的退火温度。研究结果表明:BTi-421111钛合金板材具有较好的冷变形能力,合理的变形量为30%左右,此时板材的抗拉强度为1 140 MPa,延伸率为11%,强度-塑性匹配良好;最佳退火温度为780~810℃。     

航空用高强TA18钛合金管材的轧制工艺

通过试制不同规格的TA18实验管材,研究Q值、累积变形率以及退火温度对成品管的显微组织和力学性能的影响。结果表明:当变形率不大于55%,且Q值控制在0.53～1.14时,管材可顺利实现两辊轧制而不出现裂纹。随着变形率的增大,实验管材加工态的强度逐渐升高,塑性下降,但较小的变形率对塑性影响不大。随着退火温度的升高,管材的强度降低,塑性改善,加工硬化效应逐渐消除。另外,过小的变形率会造成管材的再结晶晶粒尺寸分布不均,进而导致塑性较低。经工艺优化,TA18实验管材的力学性能可达:UTS=920MPa,YS=755MPa,El=14%。