退火态TC4钛合金型材高温拉伸行为研究

采用单向拉伸试验研究了热轧退火态TC4钛合金型材的高温变形行为,分析了变形温度和应变速率对TC4钛合金力学性能的影响。结果表明,当拉伸速率不变时(0.236～1mm/min),抗拉强度随温度的升高而降低;当变形温度分别在773、993和1 093K下保持恒定时,合金的抗拉强度受拉伸速率的影响较小,抗拉强度基本保持不变;当变形温度为1 093K时,合金的抗拉强度随拉伸速率的增加而增加;随着变形温度提高或者拉伸速率降低,断口中韧窝数量越来越多,且韧窝的形状逐渐趋于规则,试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后转变为韧性断裂。     

退火温度对TC4钛合金动态断裂韧性的影响

采用示波冲击法,对750℃、相变点以下(20～60)℃、相变点以上10℃等7种不同热处理状态TC4钛合金的动态断裂韧性进行了测试,结合金相组织观察及扫描电镜断口形貌观察,分析了初生α相含量及次生α相形貌对TC4钛合金动态断裂韧性的影响.结果表明,对于初生α+β转变组织的TC4合金,初生α相含量在47％～50％范围,次生...     

脉冲电流频率对退火态TC4钛合金耐腐蚀性能的影响

通过盐雾测试和微观分析研究了不同频率的脉冲电流处理对于退火态TC4钛合金耐腐蚀性能的影响规律。结果表明:盐雾对TC4钛合金的主要腐蚀方式为点腐蚀,随着脉冲电流频率的增加,TC4钛合金的耐腐蚀性能呈现出先变好后变差的趋势,其中获得最优耐腐蚀性能的脉冲频率为200Hz,此时的电压为50V,通电时间为1min,在该条件下处理得到的TC4钛合金耐腐蚀等级可达到9,而未经处理的原始退火态TC4钛合金耐腐蚀等级仅为5。再结晶和相变决定了TC4钛合金脉冲电流处理前后的耐腐蚀性能。     

退火温度对TC4钛合金组织及超塑性的影响

研究了不同退火温度对TC4钛合金显微组织及超塑性的影响。结果表明:随着温度的升高,合金组织逐渐转变成等轴α和晶间β组织,同时高温超塑性也随之发生先升高后降低的变化。退火温度820℃时,等轴α及晶间β组织明显且较细小,高温超塑性伸长率最高达589%。     

退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金分别进行了920℃、940℃、960℃、980℃保温1 h空冷的退火,随后进行了金相检验、拉伸试验和拉伸断口分析,以揭示退火温度对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同温度退火的TC4合金组织主要由初生α相和次生α相组成,随着退火温度的升高,初生α相含量减少;随着退火温度的升高,合金的强度升高,塑性降低,980℃退火的合金抗拉强度和屈服强度最高,为973 MPa和961 MPa,而塑性最差,断后伸长率为2%,断面收缩率为8%;在920℃和940℃退火的合金拉伸断口有大量韧窝,具有韧性断裂特征,960℃和980℃退火的合金拉伸断口韧窝数量明显减少,出现明显的撕裂棱和解离台阶,具有韧-脆性断裂特征。     

TC4钛合金电热拉伸变形行为有限元模拟

为研究拉伸速率和温度对TC4钛合金性能的影响,采用电-热-力完全耦合方法,运用林建国统一粘塑性本构模型,使用有限元分析软件ABAQUS,对不同温度和拉伸速率下的TC4钛合金电热拉伸过程进行模拟研究,并选取目标温度为750℃、拉伸速率为1 mm·min-1的这一组模拟结果与试验结果进行对比.对比结果显示:有限元模拟中通电...     

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。     

退火温度对低成本TC4LCA钛合金板材组织和性能的影响

为提高低成本TC4LCA钛合金板材的强度和冲击性能,选取不同退火温度对典型规格板材进行热处理,研究了其显微组织和力学性能的变化规律,分析了显微组织对强度和冲击性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4LCA钛合金中的长条状初生α相转变为等轴状,β转变组织中析出针状或片状次生α相;退火温度越高,长条状初生α相含量减少,等轴化倾向明显,直至发生粗化;针状或片状次生α相长大。合金的强度先增大后减小、断后伸长率略有降低,冲击吸收能量则呈增大趋势。综合考虑,在800～880 ℃范围进行退火可使TC4LCA钛合金板材获得强度、塑韧性的最佳匹配。     

TC4钛合金退火工艺研究

为了降低TC4钛合金的硬度并获得良好的加工性能,对其进行了普通退火和等温退火实验,并讨论了不同热处理工艺对TC4钛合金的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:两种退火工艺的影响差别不大,普通退火更适合应用于实际。     

TC4钛合金型材热挤压过程坯料温度演变规律研究

采用数值模拟方法对TC4钛合金H形截面型材热挤压过程进行热力耦合分析,获得了坯料温度的分布情况及不同工艺参数对坯料温度的影响规律,结果表明:坯料温度进入稳定挤压阶段显著升高,产热与散热达到动态平衡状态;过渡圆角处坯料的温度明显高于坯料的其他部位;坯料的温升随挤压速度、摩擦因子、挤压比以及模具预热温度的增大而增大,但随坯料预热温度的增大而减小;而坯料的温降呈相反变化规律;最终获得优选挤压工艺方案。     

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。     

退火温度对激光选区熔化成形TC4钛合金组织及力学性能的影响

采用激光选区熔化技术(SLM)制备TC4钛合金,借助光学显微镜、扫描电镜和万能材料试验机等测试手段,研究了退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:SLM成形TC4样品横截面组织主要由六边形网格分布的等轴晶组成,纵截面主要由外延生长的柱状晶组成,晶粒内部包含大量针状马氏体α'相;随着退火温度的升高,组织内针状马氏体α'相发生分解,α相、β相开始聚集长大,退火温度800℃以上时,组织由魏氏体组织向网篮组织转变;随着退火温度的升高,合金的力学性能宏观呈现强度下降,伸长率上升的规律。综合比较几种退火制度发现,800℃×2 h/FC处理后的TC4合金获得相对最佳的综合力学性能。     

退火态TC2钛合金板材各向异性研究

研究了不同退火态的TC2钛合金板材不同方向取样拉伸试验的力学性能,分析了各向异性对退火态TC2板材力学性能的影响规律。结果表明:TC2钛合金板材存在明显的各向异性,对比三个不同方向可知在0°方向上的抗拉强度最大,伸长率则为最小,45°方向强度最低;不同退火态TC2板材力学性能有差异,随退火温度的升高,板材不同拉伸方向的抗拉强度和屈服强度均有不同程度的降低;随退火温度的升高TC2板材的各向异性表现不同,退火温度对板材各向异性有一定程度的影响,850℃时板材各向异性较好,强度与塑性匹配较好。     

固溶温度对TC4钛合金微观组织和动态拉伸力学性能的影响

为揭示固溶温度（850、920、960℃）对TC4钛合金微观组织和动态拉伸力学性能的影响,采用XRD、SEM和EBSD方法对材料晶体结构、微观组织和晶粒取向等特征进行分析,选取分离式霍普金森拉杆（SHTB）实验装置进行了材料的动态拉伸力学性能测试,构建了Johnson-Cook(J-C)本构模型,开展了动态拉伸断口形貌分析。结果表明：随固溶温度的升高,材料中α/α′含量升高,初生α相含量降低,针状α′含量升高,晶粒尺寸减小且择优取向强度增大;TC4钛合金具有明显的应变率强化效应,随固溶温度的升高,材料屈服强度和维氏硬度逐渐增大,断裂延伸率降低;动态拉伸断口整体表现为韧性断裂,随固溶温度升高,材料塑性降低,在固溶温度960℃时,试样韧性断裂特征不显著。本研究结果可为TC4钛合金力学性能调控及抗冲击设计提供方法和数据支撑。     

退火温度对TC25钛合金板材组织和性能的影响

采用三火次热轧工艺制备出厚度为6.0mm的TC25钛合金板材,研究了退火温度对TC25钛合金板材显微组织、室温力学性能和高温力学性能的影响。结果表明：在760～840℃范围内,随着退火温度的升高,TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织中初生α相长大;当退火温度升高至880℃时,显微组织由等轴组织向双态组织转变;温度进一步升高至920℃时,呈现双态组织;当退火温度达到960℃时,双态组织中的初生α相含量明显减少,次生α相含量显著增多。双态组织的TC25钛合金板材相比等轴组织的TC25钛合金板材具有更好的室温力学性能和高温力学性能。TC25钛合金板材在920～960℃退火时可获得双态组织,且具有良好的室温和高温拉伸性能。     

退火温度对TC2钛合金织构与冲压性能的影响

研究了不同退火温度下TC2钛合金的显微组织、晶粒取向、拉伸性能和冲压性能。结果表明,TC2钛合金在退火过程中,晶粒的取向从横向(TD)方向偏向法向(ND)方向分布;随着退火温度从600℃升高到800℃,TC2钛合金的拉伸应变硬化指数降低,塑性应变比升高,冲压成形性能有所提高;当退火温度控制在700~800℃范围内时,TC2钛合金具有较好的冲压成形性能。     

退火温度对ARB-Cu室温拉伸断裂行为的影响

利用TEM观察累积叠轧法(ARB)制备的超细晶Cu的微观结构,在IBTC-5000单轴疲劳试验机上对制备态及不同温度退火态的ARB-Cu进行单向静态拉伸实验,通过SEM观察力学测试后试样的断口形貌。结果表明:在实验温度范围内,退火处理均使ARB-Cu的屈服强度和抗拉强度下降,当退火温度低于再结晶温度时,ARB-Cu的屈服强度和抗拉强度均随退火温度的升高而升高;当退火温度高于再结晶温度时,其强度迅速下降。当退火温度为200℃时,ARB-Cu的屈服强度和抗拉强度达到退火态最大值。随退火温度的升高,ARBCu的晶粒尺寸略微增大,晶粒分布逐渐由制备态的单峰分布转变为双峰分布,断口形貌显示出塑性逐渐增加的趋势。退火处理有助于ARB材料焊合界面结合强度的提高,退火温度越高,焊合界面结合性能越好。焊合界面经历的叠轧道次越多,其结合效率越高,其理论计算公式为E=(1-0.5~n)×100%。     

烧结温度对Micro-FAST制备TC4钛合金的影响

采用多物理场活化烧结微成形技术(Micro-FAST)快速制备TC4微型圆柱,研究烧结温度对TC4微型圆柱的致密化过程及力学性能的影响。研究发现,Micro-FAST技术可在5 min内实现TC4的快速成形,在900～1200℃的烧结温度区间均可获得相对密度大于97%的微型圆柱件,其显微组织由条状α相和β相组成,组织分布均匀、晶粒细小。当烧结温度为1000℃时,硬度达到最大值380.3HV0.5,较传统方法制备的TC4零件硬度提高10%。随着烧结温度的提高,烧结体中出现魏氏组织,合金的韧性逐渐降低。     

TC4钛合金型材挤压过程有限元模拟

利用有限元软件Deform-3D对TC4钛合金L型截面型材的挤压过程进行了模拟。研究了挤压速度对型材成形的影响,分析了挤压过程中型材的应力应变分布。结果表明,L型型材截面拐角处变形量最大,是挤压过程中易于产生缺陷的危险区域。此外,通过微观组织观察验证了有限元模拟的准确性。     

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。