Ti600合金置氢处理后热塑性研究

研究了不同含氢量对Ti600合金的热塑性及力学性能的影响规律.分析了变形温度、变形程度和应变速率对流动应力的影响.研究发现,Ti600合金置氢处理后,峰值应力明显降低,对应变速率的敏感程度有所降低,对温度变化的敏感程度降低.当氢含量为0.2%时Ti600合金表现出较低的变形抗力和较好的成形性能.     

Ti600合金吸氢的动力学特性

采用定容变压法测定不同初始氢分压下Ti600合金的吸氢动力学特性,研究不同氢含量下的微观组织.结果表明,随着氢含量的增加,初生α相和β相的形状、大小、分布及两相的比例均发生变化,Ti600合金的微观组织变得模糊,α相与β相相界模糊.Ti600合金在750℃下置氢时,吸氢过程只表现为第2吸氢阶段.在初始吸氢阶段,其Avrami指数n＞1,表现为多级反应;充氢结束后200 s时,氢化反应的Avrami指数n接近1,说明氢在合金内的扩散是氢化反应的速率控制步骤.     

加工工艺对Ti600合金棒材性能的影响

通过对精锻、自由锻、旋锻及热轧4种加工方式获得的Ti600合金棒材在3种不同的热处理制度下进行处理，再测试室温拉伸性能及蠕变性能，研究不同加工工艺对Ti600合金棒材性能的影响。研究结果表明，在同一种热处理制度下，加工工艺对材料的室温拉伸性能及蠕变性能并无太大影响，但是4种工艺加工的棒材在1060℃，1h，AC＋650℃，8h，AC都具有较低的室温塑性，而在1005℃，1h，AC＋650℃，8h，AC虽具有好的室温塑性但抗蠕变性能较差。只有经过1020℃，1h，AC＋650℃，8h，AC处理，才能使其室温性能与蠕变性能获得良好的匹配。     

热氢处理对Ti600钛合金组织和性能的影响

针对近α型Ti600钛合金热加工抗力大、变形困难等问题,通过对实验样品分别进行5种不同氢含量的置氢处理和真空退火除氢,研究热氢处理过程中Ti600钛合金的组织结构演变和高温力学特性,探讨热氢处理对钛合金组织和高温力学行为等热加工工艺塑性的影响规律。研究表明,对于Ti600钛合金,热氢处理后合金出现不同程度的组织细化,置氢量在0.1%～0.5%范围内,热氢处理可有效提高Ti600近α型合金的热加工工艺塑性。     

置氢处理对Ti40合金显微组织及相变的影响

利用XRD、OM和TEM研究了β型阻燃合金Ti40置氢处理后的显微组织变化及相变过程。结果表明:随着氢含量的增加,Ti40合金中的基体β相逐渐减少,而晶体结构相同但元素组成不同的类β相逐渐增加。当氢含量达到0.3%(质量分数,下同)以上时,晶界处析出细小的η相粒子。η相为面心立方结构,晶格常数a=0.4377nm,成分可表示为:Ti:V:Cr=38.10:35.16:26.66。Ti40合金的氢化过程及相变可表示为:低氢时(≤0.2%):β→βH;高氢时(>0.3%):β→βH+modifiedβ+η     

稀土元素Y对Ti600合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试设备,研究了稀土Y对Ti600合金显微组织和性能的影响。结果发现,稀土Y可以细化合金的显微组织和晶粒。稀土Y对Ti600合金的室温拉伸强度影响不大,但可改善其塑性。另外稀土Y可以改变合金在热暴露过程中析出相的分布和尺寸,以及合金中的位错组态,对提高合金的热稳定性和蠕变抗力有利。     

加工工艺对Ti600合金板材组织性能的影响

测试了Ti600高温钛合金板材在不同加工及热处理状态下的室温托伸及高温蠕变性能，分析对比了热机械处理工艺TMP（thermomechanical process）对合金板材组织性能的影响规律与内在机制；另外还研究了Ti600合金板材焊接后热处理工艺对组纵性能的影响。结果表明：采用热机械处理工艺（TMP）可获得充分生长的片层状团束组织（colony structure），这种类州的组织显著提高了合金的高温蠕变抗力；板材焊接后应选择β区固溶热处理，以获得良好的室温与高温性能。     

氢对金属材料断裂激活能的影响

研究了两种低碳锰钢在空气和Ｈ２Ｓ腐蚀介质条件下断裂寿命与应力温度的关系,并从断裂激活能的角度分析了氢的影响。结果表明：氢的存在使断裂激活能约降低７４％。这说明其减弱了原子间键合力。     

Ti600合金的高温氧化行为研究

研究了Ti600合金在600~750℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重的方法及氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金氧化的热力学和动力学规律;用XRD、SEM、EDS等手段研究保护膜的表面相结构和表面形貌以及截面元素分布。结果表明:Ti600合金在700℃以下均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在750℃,氧化较严重,其连续氧化动力学曲线近似符合抛物线-直线规律。氧化层由金红石型的TiO2氧化物和少量的Al2O3组成。Al2O3能阻止氧的渗入,降低氧化速度。     

置氢对Ti6Al4V合金微观组织和硬度的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究了Ti6Al4V合金置氢后的微观组织变化,分析了氢化物的形成机制,通过硬度测试分析了置氢对Ti6Al4V合金硬度的影响.研究结果表明:置氢可以显著降低(á a)/a转变温度.置氢后的组织中存在斜方结构的马氏体á"和面心立方结构的氢化物?,氢化物?不仅可以从á相内析出,还可以从a相析出.文章认为,?在á相内的形成过程是基于氢元素扩散的相变过程,而a相内的?是共析反应aH→á ?的产物.硬度测试的结果显示:随着氢含量的增加,Ti6Al4V合金的硬度增加,这是氢化物析出强化、氢固溶强化、氢与位错的相互作用以及马氏体转变综合作用的结果.     

Ti600合金的电子束快速成形

通过研究Ti600合金电子束快速成形样坯的组织、室温强度和断口特征,探索用电子束快速成形(EBM)工艺制备Ti600合金复杂零件的可能性。结果表明:Ti600合金的EBM沉积态组织是网篮组织,从样坯顶部到底部,α片层组织逐渐变大,样坯中部有大量纳米级粒子析出;沿α边界有易腐蚀的"类球状组织"产生;Ti600合金EBM组织中的纳米级粒子主要是Y2O3、α2粒子、Si的高温相与低温相,Si的析出相与合金成分和EBM工艺有关;Ti600合金EBM样坯的顶部和底部室温抗拉强度高,中部室温抗拉强度低,主要与α片层尺寸和Si的存在形态有关;Ti600合金的EBM样坯的室温拉伸断口为塑性断裂,断裂主要是由缺陷、本征脆性、晶间结合不牢等原因引起。     

Ti600高温钛合金600 ℃下表面稳定性研究

对Ti600合金600℃下氧化特性和氧化对力学性能的影响进行了研究。结果表明,Ti600合金氧化皮生长接近氧扩散控制的氧化皮生长规律。经过600℃长时间氧化,表面主要形成TiO2和Al2O3氧化物,固溶于α-Ti的氧元素主要存在于八面体间隙中,使得α-Ti晶格a、b轴几乎不变,c轴畸变明显。通过力学性能对比分析,证明表面氧化是Ti600合金热暴露后塑性降低的最主要原因,要使合金在600℃稳定使用,采取表面保护措施是必要的。     

钛铝合金电火花加工工艺参数影响实验

为研究钛铝合金电火花加工工艺参数对材料去除率的影响,通过四因子二水平的全因子析因实验,确定了材料去除率的显著影响因子为电极极性、脉宽、占空比和峰值电流。通过最陡上升路径法,找到了材料去除率最大值对应的参数范围,并以此为基础设计中心复合响应曲面实验,得到了材料去除率的拟合公式,计算出材料去除率理论最大值及其对应的加工参数。实验验证了材料去除率拟合公式的正确性,并给出材料去除率拟合公式适用的参数范围。     

两种显微组织的Ti600合金低周疲劳行为

利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜研究了Ti600合金在不同组织类型下的疲劳行为。结果表明,Ti600合金在总应变幅±0.6%～±1.0%范围内,无论是片层(LM)组织还是双态(BM)组织的试样均呈现循环软化现象。在相同的总应变幅条件下,BM组织的试样具有长的疲劳寿命。LM组织试样断口附近侧表面的裂纹易于发生连接,致使循环应力响应的有效面积快速减小,因此LM组织试样在较低的循环应力下发生疲劳断裂。     

Prediction of Tensile Property of Hydrogenated Ti600 Titanium Alloy Using Artificial Neural Network

An artificial neural network (ANN) model has been developed to analyze and predict the correlation between tensile property and hydrogenation temperature and hydrogen content of hydrogenated Ti600 titanium alloy. The input parameters of the neural network model are hydrogenation temperature and hydrogen content. The output is ultimate tensile strength. The accuracy of ANN model was tested by the testing data samples. The prediction capability of ANN model was compared with the multiple linear regression approach and response surface method. The combined influence of inputs on the tensile property is also simulated using ANN model. It is found that excellent performance of the ANN model was achieved, and the results showed good agreement with experimental data. Moreover, the developed ANN model can be used as a tool to control the tensile property of titanium alloys.     

退火工艺对Ti700钛合金冲击韧性的影响

对Ti700钛合金在不同热处理制度下的冲击韧性进行了研究.结果表明,Ti700钛合金冲击韧性随退火温度升高而发生明显变化,650～850℃处理后试样的冲击韧度为低值区,915℃处理可获得最高值.相变点以下热处理试样的冲击断口为韧性断裂,相变点以上热处理的为准解理的脆性断裂.915℃试样热处理的初生α相体积分数为12%,随着退火温度的降低,初生α相体积分数升高,尺寸增大,Al元素富集于α相中.初生α相界有利于微裂纹的形核,随着初生α相体积分数减少,避免了在初生α相界处孔洞萌生,可有效改进材料的冲击韧性.     

Ti含量对电解低钛ZL108合金耐磨性的影响

用原位钛合金化的电解低钛铝合金熔配了内燃机活塞用ZL108合金,对不同Ti的质量分数的ZL108合金进行了拉伸和磨损试验,用扫描电镜进行了拉伸断口和磨面形貌观察.试验结果和回归方程表明,在w(Ti)=0.11%～0.16%时,材料的拉伸强度最高,磨损失重最小.     

Effect of Hydrogen on Alpha Titanium Alloy

The effect of up to 200 ppm hydrogen on the microstructure and mechanical properties of high-purity titanium containing oxygen, nitrogen, tin, and aluminum was investigated. Increasing the hydrogen content resulted in precipitation of a hydride phase and decreased the notch-bend impact strength of the alloys containing oxygen, nitrogen, and tin, similar to the hydrogen embrittlement of unalloyed high-purity titanium. No hydride precipitation or significant embrittlement of the Ti-5AI alloy was found with up to 180 ppm hydrogen.