热暴露对TC11钛合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜和室温拉伸实验,研究500℃不同时间热暴露对TC11钛合金组织及性能的影响。结果表明:经500℃高温长时间暴露后,TC11钛合金的室温拉伸强度略微增加,而塑性明显下降,随着暴露时间的延长,塑性下降趋势减缓;热暴露400 h后,抗拉强度(σb)提高了30 MPa,断面收缩率(ψ)降低了11.74%。热暴露过程中,合金塑性的降低主要是硅化物和α2相协同作用的结果,其中α2相对力学性能的影响起主导作用;α2相的稳定化和长大过程是合金塑性下降的主要原因。     

TC11钛合金扩散连接接头组织及力学性能研究

研究不同连接温度对TC11合金直接扩散连接接头的显微组织和力学性能的影响,并与原始母材进行了比较。实验结果表明：TC11合金直接扩散连接的最优工艺参数为900 ℃/30 min/60 min,扩散接头界面处无孔洞,接头抗拉强度与原始TC11母材接近且塑性优于原始母材。对原始TC11母材和最优工艺参数下的扩散焊接头在室温下进行高周疲劳性能测试。与原始TC11母材相比,TC11合金直接扩散连接的疲劳性能降低,且所有接头断裂均发生在扩散结合界面处。通过观察疲劳断口结合界面的微观结构特征分析得出,扩散接头界面两侧母材的晶体取向差异使得疲劳裂纹萌生,这是降低接头疲劳性能的主要原因。     

热处理对TC6钛合金组织及力学性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC6合金显微组织及力学性能的影响.结果显示:增加冷速,组织中初生α相体积百分数、尺寸及片状次生α相厚度均减小,强度增大;油冷、水冷试样的塑性均不及空冷试样的塑性;提高时效温度,初生α相有所长大,次生α相片域减少,厚度增大,强度降低,塑性增加;延长时效保温时间,次生α相厚度有所增大,呈短片状甚至球...     

脉冲强磁场处理对TC4钛合金显微组织及力学性能的影响

研究在脉冲强磁场处理条件下磁感应强度(B=2T、3T和4T)对TC4钛合金材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着B值从2T增加到4T,α相体积分数从49%增加到59%,表明磁场诱发了从β到α的相变。经过磁场处理后,位错密度增加,当B=3T时,位错密度达到最大值,较未处理试样增加了4.8倍;当B=4T时,位错密度有所减小,这是由于磁致塑性效应和位错堆积效应共同作用的结果。经过磁场处理后,合金的强度提高了,当B=3T时,合金强度最高达到1330 MPa,较未处理试样的1236 MPa提高7.6%;当B=4T时,合金强度为1265 MPa,增幅2.3%,合金伸长率为15.66%,较处理前样品的伸长率提高4.8%,实现材料强度和塑性的同步提高,这与位错强化机制和α相的数量、分布和形貌有关。     

不同显微组织类型对TC11钛合金饼材力学性能的影响

<正>钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,在减轻飞机重量、提高飞机推重比、增加飞行距离和减少燃料费用等方面具有十分重要的意义。随着我国航空航天事业的迅速发展,对飞行器结构材料的要求集中在轻质、高强、高韧上。TC11钛合金锻件的组织和力学性能主要由锻造变形决定,热处理的作用不像钢材那么大,因此,为获得高质量锻件,锻造工艺选择尤为重要,钛合金材料的锻造工艺有α+β相区锻造、β锻造等。     

脉冲电流冲击处理对TC11钛合金组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和显微硬度计等研究了脉冲电流冲击处理(EST)对TC11钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同脉冲数对TC11钛合金微观组织中α相的比例、β转变组织的板条尺寸和残余压应力大小影响明显,随EST脉冲数的提升,α相含量及板条状β转变组织中次生α相含量呈现先增加后减少的趋势。经最佳工艺参数(900 A、50 Hz、25个脉冲)脉冲电流冲击处理后,TC11钛合金中α相细小均匀,β转变组织板条长度、厚度和间距较处理前试样分别减小了51.9%、58.0%和36.8%,此时合金力学性能提升最为明显:伸长率提高了12.7%,显微硬度增加了4.7%,残余压应力增加48.4%。     

固溶处理对TC11钛合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及室温拉伸性能测试,研究TC11钛合金分别在955、975、995和1015℃固溶处理后的微观组织与力学性能的对应关系。结果表明,合金原始锻态显微组织为α+β两相区锻造形成的双态组织,以α_p相和β转变组织为主。经固溶处理后,原始锻态组织中被扭转和拉长的α_p相随着固溶温度升高逐渐变小、变圆,同时体积较小的α_p相逐渐消失。固溶温度为995℃时,合金强度达到最大值,抗拉强度(R_m)为1403 MPa,屈服强度(R_p0.2)为1158 MPa;固溶温度为955℃时,合金塑性最佳,断后伸长率(A)为9.5%,断面收缩率(Z)为32%。当固溶温度位于两相区时,其拉伸断口微观形貌相似,均以韧窝为主;当固溶温度位于单相区时,断口形貌结晶状明显,且有较大的撕裂棱,在岩石状表面有大量撕裂状小韧窝。     

热处理工艺对TC11钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对初始组织为等轴组织的TC11钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,对于TC11钛合金,在空冷条件下,随热处理温度的升高,等轴α相含量逐渐减少;当热处理温度超过980 ℃,合金开始发生组织形态的改变,由初始的等轴态转变为α β双态组织,随温度的继续升高,等轴组织完全转变成片层状组织;热处理温度在980 ℃以上时,随冷却速度的增加,β转变组织的片层厚度逐渐减小,冷却速度较快时(水冷),形成淬火马氏体.拉伸试验研究表明,热处理温度为980～1020 ℃,空冷(或油冷)条件下,得到的组织具有较好的高温综合力学性能,其中热处理温度在980～1000 ℃之间得到的组织由于等轴α相含量约为50%,具有最佳的力学性能.     

热变形及热处理工艺对TC11钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

研究了TC11钛合金β锻造和固溶温度对组织和力学性能的影响。结果表明:β转变温度以下35℃锻造后,其显微组织中的初生α相含量显著减少,合金强度下降,塑性升高;固溶温度对合金组织影响显著,随固溶温度升高,其显微组织中的初生α相含量减少,合金的强度下降,塑性先升高后下降,960℃时达到最大值。     

热处理对TC18钛合金组织和力学性能的影响

研究了采用不同工艺参数的高温阶段+中温阶段+低温阶段的热处理制度对TC18钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,高温处理阶段随着温度的上升,初生α相含量不断减少,尺寸不断增大;合金强度降低,塑性升高。中温处理阶段随着冷却速率的增大,α相的含量和尺寸均减小;合金强度升高,塑性降低。低温处理阶段随着温度上升,次生α相含量减少,但尺寸较粗大;合金强度降低,塑性升高。高温处理阶段主要影响初生α相的组织形态,而次生α相的组织形态主要与低温处理阶段的保温温度有关。     

显微组织对TC18钛合金高温力学性能的影响

研究了等轴组织和片层组织TC18钛合金的高温拉伸和高温蠕变性能。结果表明,片层组织TC18钛合金的强度高于等轴组织,但塑性较差,而等轴组织TC18钛合金的综合性能较好。片层组织TC18钛合金的抗蠕变性能要好于等轴组织。在350~400℃时,其应力指数n小于2,蠕变机制为位错滑移;在450℃时,其应力指数n等于3,蠕变机制为位错攀移。     

超声冲击处理对TC4钛合金焊接试样微观组织及力学性能的影响

采用超声冲击对钛合金焊缝进行处理,对焊接接头的应力分布、显微组织和力学性能进行研究。结果表明,超声冲击处理会使焊缝表面形成一层厚度为80~120μm的致密强化层,减少了疲劳裂纹的长度和数量,提高了钛合金抗疲劳和抗腐蚀性能,降低了气孔、缩松等缺陷,使得拉应力转变为压应力,形成有利的压应力层。焊缝硬度增加且分布较为均匀,力学性能得到改善。     

不同热处理工艺对TC21钛合金组织及力学性能的影响

利用不同的热处理工艺对钛合金进行处理,分析了固溶温度、时效温度以及时效时间对TC21钛合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,热处理工艺对钛合金组织中α相形状和数量影响较大。随着固溶温度、时效温度及时效时间的增加,钛合金的拉伸和屈服强度先增加后减小。最佳热处理工艺为固溶温度930℃,时效温度580℃,时效时间3.5 h。     

氧化处理对TC21钛合金氧化色及力学性能的影响

研究不同温度氧化处理对TC21钛合金氧化色的影响,并对氧化处理后试样的力学性能及微观组织进行分析和讨论。结果表明:经氧化处理后,TC21钛合金表面呈现出明显的颜色变化,且随氧化温度的升高,合金表面颜色逐渐加深,同时合金力学性能均呈下降趋势。合金表面氧化色与其力学性能有一定的对应关系:经600℃氧化处理后,合金表面呈现出宝蓝色,力学性能满足使用要求;超过600℃后,合金表面颜色逐渐加深,力学性能均不能满足使用要求。     

等温锻造和双重退火对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了α+β相区等温锻造和双重退火工艺对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响.结果 表明,等温锻造温度越高,β转变组织含量越高,双重退火后合金强度越高.高温退火温度高于锻造温度会提高β转变组织含量,从而提高强度;高温退火温度低于锻造温度会造成次生α相的粗化,不利于强度提高.获得合金高强度的关键在于获得足够比例的β转变...     

时效对热旋压TC11钛合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等研究了时效对双重退火态TC11钛合金原料热旋压成型后的显微组织和力学性能的影响,并确定了最佳的时效温度范围.结果表明,与双重退火态TC11钛合金原料相比,热旋压后的抗拉强度提高了近17％,硬度提高了约8 HRC,再经560℃ ×3 h时效后,抗拉强度由1195 MPa...     

微弧离子沉积阻燃涂层对TC11钛合金力学性能的影响

为使阻燃涂层早日在我国航空发动机上得到应用,在提高涂层阻燃性能的同时,研究涂层对基体力学性能的影响十分必要。文中采用微弧离子表面改性技术在TC11钛合金基体上制备阻燃涂层,研究阻燃涂层对钛合金拉伸性能、压缩性能、蠕变性能及裂纹扩展速率的影响。结果表明,采用微弧离子表面改性技术在TC11基体上制备的阻燃涂层主要由TiC2、W2C及Ti组成,涂层结构致密,与基体结合良好。涂层试样规定非比例延伸强度、抗拉强度以及断面收缩率有轻微降低,降低幅值约为基体抗拉强度5%左右;断后延长率基本无变化,弹性模量随测试温度提高逐步下降,试样抗压强度增大,400℃高温蠕变性能变好,常温裂纹扩展速率降低。综合分析表明,在钛合金基体上制备阻燃涂层后,试样整体力学性能变化幅值小于5%,符合航空发动机部件强度设计要求。     

TC11钛合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能

本文在不同转速下开展了TC11钛合金搅拌摩擦焊试验,分析了接头的微观组织和力学性能,建立了焊接工艺、接头组织与性能之间的内在联系。接头SZ为完全的β转变组织,其细小晶界α相和晶内片层状α+β相以及针状α′相的双重强化作用,致使SZ硬度最高。HAZ和TMAZ均由残余初始α相和β转变组织组成,但后者具有一定的流变特征,且距SZ越近,转变组织占比越大,强化效果越明显。随着转速的上升,SZ中晶界α相和晶内片层状α+β相的尺寸增加,晶内针状α′相的含量降低,这引起了其硬度的降低。与硬度规律相同,各转速下接头拉伸均断裂在BM,且各转速下SZ抗拉强度明显高于BM,并随转速上升而下降。此外,SZ中细小的晶界α相和晶内片层状α+β相,也导致各转速下SZ延伸率高于BM,使其展现出良好的塑性,且随着转速上升,因晶界α相和晶内片层状α+β相尺寸增加,SZ延伸率有所降低。     

时效处理对TC4钛合金微观组织和力学性能的影响

采用固溶后的TC4钛合金分别在450、500、550、600和650℃条件下进行时效处理,并通过金相观察、力学性能检测和断口形貌观察研究了时效处理对TC4钛合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着时效温度的升高,TC4钛合金的强度先升后降,在550℃达到最大值。金相观察发现,550℃时所得组织较为细小且析出相数量多,因此有较好的弥散强化效果。断口的宏观形态呈暗灰色,且观察不到放射区;同时在断口的微观形貌中可观察到清晰的韧窝,可以判断出其断裂机制为韧性断裂,这说明材料具有较好的塑性。综合可知,TC4钛合金经550℃时效处理可得良好的综合力学性能。     

循环次数对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、室温拉伸和SEM断口扫描,研究了循环次数对TC4合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,随着循环次数的增加,TC4合金的强度略有降低,伸长率和断面收缩率明显升高,条状α组织长径比逐渐减小,并部分球化;拉伸断口断裂形式由未循环时的解理断裂→解理+韧窝断裂→韧窝断裂转变。