固溶时效温度对Ti-6Al-4V-0.5Si合金组织性能的影响

分析了不同固溶时效温度对Ti-6Al-4V-0.5Si合金抗拉强度、伸长率及显微组织的影响。结果表明,固溶处理后Ti-6Al-4V-0.5Si合金中存在较多的六方α′和斜方α″两种马氏体相和亚稳定相。时效处理后,马氏体相和亚稳定相分解再结晶得到分散的α+β相。综合分析表明,固溶时效工艺为950℃×30min(水冷,WQ)+480℃×4h(空冷,AQ),合金的综合性能最好,此时合金的抗拉强度和伸长率分别为745.6MPa和8.3%,比铸态合金分别提高了24.8%和36.0%。     

固溶/时效对Ti-6Al-4V-0.5Fe合金的力学及电化学性能的影响

对Ti-6Al-4V-0.5Fe合金进行固溶/时效处理试验,并对其热处理前后的组织形貌进行观察,测试合金力学性能(拉伸力学性能和显微硬度)。采用激光共聚焦显微镜观察硬度压痕的三维形貌,同时测试了合金在海水和Hank's模拟人体体液中的耐腐蚀性能。结果表明,时效温度影响合金α相的尺寸和β相的含量,Ti-6Al-4V-0.5Fe合金450℃和500℃时效处理后提升了强度,但塑性下降。固溶/时效处理可明显提升合金的显微硬度。通过500℃时效处理后,合金在海水中的耐腐蚀性能良好,550℃时效处理后合金在Hank's模拟人体体液中的耐腐蚀性能有较明显提升。     

固溶时效工艺对Ti-6Al-6V-2Sn钛合金棒材组织及性能的影响

对Ti-6Al-6V-2Sn钛合金棒材进行锻造、固溶及时效处理,利用光学显微镜、XRD、SEM及力学性能试验对该合金不同固溶、时效工艺下的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:Ti-6Al-6V-2Sn钛合金锻棒的组织为初生等轴α+β转变组织,合金经固溶处理后的组织为初生α_p相、马氏体α′、α″相和亚稳β相,强度有所降低,断面收缩率有所上升,说明固溶处理有一定的软化作用,但随着固溶温度升高,强度增加,塑性下降;经固溶处理后的棒材在时效处理过程中,亚稳态组织析出细小弥散的次生αs相,使合金强度明显强化,塑性略有降低,且随着时效温度的升高,强化效果下降,塑性随之提高。经过综合比较,并考虑强塑性的最佳匹配,可以确定本实验中Ti-6Al-6V-2Sn合金固溶时效热处理的优化工艺为(880℃,1 h,WQ)+(580℃,4 h,AC)。     

固溶时效对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、时效温度、时效时间对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb(Ti-65541)合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在β相变点以上固溶并时效后,合金中析出细小的次生α相,初生α相完全消失;在较低温度固溶并时效后,次生α相和初生α相同时存在。时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最弱。随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高。随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性降低。随着时效时间的延长,合金强度和塑性总体呈降低趋势。在740～760℃范围内固溶处理,在540～580℃范围内时效且时效时间在4～6 h内,可获得综合性能优异的Ti-65541合金。     

固溶温度对冷轧Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O合金组织与性能的影响

研究了不同固溶处理温度对冷轧Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,合金主要由α相和β相组成,随着固溶处理温度的升高,合金中β相含量逐渐增多,显微组织出现了由初生等轴α相向β转变组织转变、进而向全片层状β相转变组织和晶间α相的转变过程;合金的抗拉强度和硬度呈增加趋势、伸长率呈降低趋势,合金的力学性能变化趋势与固溶处理温度升高过程中显微组织的转变密切相关。     

时效温度对Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

Ti-6Al-4V合金经940℃固溶1.5 h后水淬,再经过480～540℃时效8 h,加工成标准试样进行拉伸和双剪试验.分析断口形貌和组织,研究时效温度对组织性能的影响.结果表明,时效温度为520℃时,材料的抗拉强度和抗剪强度达到最高值;拉伸试样断口韧窝呈卵形,韧窝较深,但大小不均;室温组织晶界清晰,片层状结构明显.说明通过适当的时效温度,合理控制初生α相的晶粒尺寸,以及次生α相的形态及片层厚度,对改善材料的综合性能有积极作用.     

添加Mn对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用冷等静压法及粉末冶金法制备了钛合金Ti-6Al-4V-x Mn(x=0,1,1.5,2,2.5,wt%),运用精密万能试验机、光学显微镜、XRD、SEM对其组织和性能进行观察和分析。通过观察发现合金的组织为均匀的α+β相,当Mn元素含量为1.5%时,合金的综合力学性能最好。通过对断口进行扫描电镜分析,发现材料的断裂为准解理脆性断裂,但是在断面中发现有少量韧窝。     

微观组织对Ti-6Al-4V-4Zr-1.5Mo合金绝热剪切敏感性的影响

对锻造态Ti-6Al-4V-4Zr-1.5Mo合金采用不同的热处理工艺得到等轴、双态和网篮3种组织。使用分离式Hopkinson Bar技术对3种组织的试样进行动态剪切试验,研究了不同微观组织对该合金绝热剪切敏感性的影响。结果表明:当加载条件高于其临界应变率时,不同组织试样的承载时间均随着应变率的提高而降低;微观组织对该合金的绝热剪切敏感性影响较大,网篮组织绝热剪切敏感性最低,双态组织绝热剪切敏感性最高;双态组织剪切带附近基体相界处出现微裂纹,是造成其易于发生剪切破坏的主要原因。     

稀土元素Er对Ti-6Al-4V-0.5Si合金组织与性能的影响

利用粉末冶金工艺制备了Ti-6Al-4V-0.5Si-xEr(wt%)合金,随后采用OM、XRD、TEM和拉伸试验机等分析手段研究了Er元素含量对固溶时效态(950 ℃×30 min(WQ)+480 ℃×4 h(AQ))试验合金显微组织和性能的影响。结果表明:试验合金经固溶时效处理后均为等轴和片状的双态组织。烧结过程中产生的Er₂O₃氧化物颗粒可以作为形核中心促进α相和β相的析出,起到细化晶粒的作用。随着Er元素含量的增加,晶粒尺寸由10~20 μm细化至5~10 μm。当Er元素含量为1.2%时,试验合金的抗拉强度达到峰值,为930.5 MPa,此时伸长率为9.24%,比未添加Er元素时Ti-6Al-4V-0.5Si合金分别提高了22.3%和10.0%。试验合金的拉伸断口形貌显示有韧窝出现,仅有少量的解理台阶,韧窝的存在可以分散材料断裂时产生的应力,使材料断裂前承受更大的变形。     

固溶过程中冷却速率对Ti-6Al-4V-0.5Fe合金组织和力学性能的影响

对Ti-6Al-4V-0.5Fe热轧合金依次进行860℃退火处理和950℃固溶处理试验,并且在固溶处理过程中采用不同的冷却速率,之后使用光学显微镜观察不同热处理状态的微观组织形貌,测试合金的拉伸性能和显微硬度,并采用激光共聚焦显微镜观察硬度压痕的三维形貌.结果 表明,退火处理未能明显改变合金的组织形貌,但降低了合金的显...     

时效对Ti-6Al-2.5V合金组织及性能的影响

以高真空非自耗电弧炉制备的Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金为对象,研究了合金经固溶空冷后,时效温度及时效时间对合金组织演变及力学性能的影响。发现时效温度较低时,α相形核能较低,元素扩散困难,需借助弥散分布的ω相形核,因而针状α相细小而弥散。随时效温度升高,α相形核以及长大驱动力大,时效α相易长大变大。随时效时间延长,时效α相同样变大,未时效的区域减少,合金的屈服强度以及抗拉强度降低,而断裂应变则随之增加。     

固溶时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响

研究了时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响，结果表明：经不同固溶温度及时间的时效处理，使合金得到了明显的弥散强化，合金HRC硬度高达43。     

固溶时效对TC4合金组织与性能的影响

研究了不同固溶温度以及不同时效温度下TC4合金的相结构以及微观组织形貌。结果表明,在930℃即双相区固溶后,TC4合金主要是由层片状的α相、针状α'马氏体相和部分β相组成;而在1030℃即β单相区固溶以后,合金则主要由密集的针状α'马氏体相和β组成;对不同固溶温度下的合金样品进行不同温度时效处理,针状α'马氏体相完全分解形成α相和β相,同时,随着时效温度的升高,α层片的厚度也逐渐增大。     

固溶工艺对Ti-6Al-4V铸造合金力学性能的影响

研究了在不同相区或同一相区不同固溶温度和时间下的固溶处理对Ti-6Al-4V钛合金微观组织和室温力学性能的影响。结果表明:Ti-6Al-4V钛合金在(α+β)两相区固溶处理后获得的细片层组织中晶界α相的连续性被破坏,并且粗大片层明显细化;在β相区固溶处理后的组织为具有晶内薄片α相和小的α群集的网篮状组织;与在β相区进行固溶处理获得的网篮组织的强度相比,在两相区较低温度区间(900～920℃)进行2 h固溶处理所获得的细片层组织的强度可提高8%～12%。     

固溶温度对Ti-6Al-4V合金显微组织及剪切强度的影响

研究了不同固溶温度对Ti-6Al-4V合金的显微组织及剪切强度的影响。试验表明,在920～980℃之间固溶并在500℃时效后,随着固溶温度的升高,剪切强度不断提高,从643.5 MPa逐步增加到708.75 MPa,显微组织中的β相不断增加,α相不断减少;当在980℃固溶时,α相基本消失,出现了网篮组织。     

固溶处理对Mg-6Al-3Zn-0.25Mn合金组织和性能影响

研究了固溶处理对Mg-6Al-3Zn-0.25Mn铸造镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态和固溶态组织主要由α-Mg基体和Mg₁₇Al₁₂相组成,经过400、410和420℃保温18 h固溶处理后,第二相的种类没有发生变化,大量的Mg₁₇Al₁₂相溶入到α-Mg基体中,合金组织中残留了少量颗粒状Al₄Mn相,同时也出现了梅花状Mg₁₇Al₁₂相。此外,合金经400℃×18 h处理后,晶粒细化程度最好,且表面清晰平整无缺陷,其室温力学性能得到了明显改善,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了184.1 MPa、135.5 MPa和8.9%。     

添加Nd元素对Ti-6Al-4V-2Cr组织与性能的影响

本试验采用冷等静压法及粉末冶金法制备钛合金,消除了成分偏析对合金性能的影响。在Ti-6Al-4V-2Cr中加入稀土Nd元素并进行热处理,运用光学显微镜、XRD和TEM对其组织和性能进行观察和分析。通过观察发现合金的组织为均匀的α+β相。运用XRD和TEM观察发现,晶界和晶内均有Nd2O3析出物,Nd2O3的出现细化了晶粒,提高了形核率,降低了晶粒尺寸。运用精密万能试验机进行了力学性能测试,当Nd元素含量为1%时,合金的综合力学性能最好,合金的抗拉强度提高了10.7%,伸长率提高了49.1%。     

Ti-6Al-4V合金的轧制与组织性能

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了多道次两向轧制和单向轧制对不同原始状态(热轧态、水淬态和空冷态)Ti-6Al-4V合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态Ti-6Al-4V合金的组织为片状α相+β相+少量等轴α相,水淬态Ti-6Al-4V合金形成了针状马氏体组织,空冷态Ti-6Al-4V合金形成了网状组织。Ti-6Al-4V合金适宜的两向轧制温度为700 ℃,此时合金中可见颗粒状β相弥散分布在α基体上。两向轧制Ti-6Al-4V合金的抗拉强度和屈服强度从高至低顺序为:水淬态>热轧态>空冷态,且轧向强度要高于横向;相较于单向轧制,两向轧制明显降低了Ti-6Al-4V合金板材拉伸性能的各向异性,且水淬态Ti-6Al-4V合金的轧向和横向强度差异最小,700 ℃轧制Ti-6Al-4V合金的主要细化机制为位错细化。     

Si元素对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用粉末冶金工艺(混合元素法+冷等静压成形法+真空烧结法)制备了Ti-6Al-4V-xSi合金,并通过光学显微镜(OM)、XRD、SEM和TEM对其组织进行观察分析,结果表明:合金组织中主要为α+β相,伴随有硅化物Ti_5Si_3析出。第二相Ti_5Si_3在晶界处的析出可以阻止晶粒长大;作为形核中心,晶粒中的Ti_5Si_3可以提高晶核形成率,从而起到细化晶粒的作用,提高合金的力学性能。运用精密万能试验机进行力学性能测试,发现当Si元素含量少于0. 5%时,随着合金中Si元素含量的增加,合金组织细化,位错密度增加,使合金的抗拉强度和伸长率明显提高;当Si含量为0. 5%时,合金的抗拉强度达到峰值601 MPa,比未添加Si元素时抗拉强度提高了38. 5%,伸长率提高了25. 3%。