循环温度场下氢对TC4钛合金组织和性能的影响

由于TC4钛合金工件在冶炼、锻造、机械加工、热处理及周围环境中渗入一定数量的氢,含有氢的TC4工件在空间承受较大温差的循环作用,TC4工件的力学性能、组织状态及应力状态有可能发生变化,本文研究在空间温度场中氢含量对TC4工件的组织和力学性能的影响.     

热处理对TC4-DT钛合金组织性能的影响

研究了Ф300mm的TC4-DT钛合金几种热处理工艺参数对显微组织和室温性能的影响。研究表明α＋β区锻造Ф300mm的棒材晶粒较大,低倍呈现模糊晶,局部区域有明显的清晰晶,表明大规格棒材锻造均匀性较差。大规格的棒材＋双重退火热处理后,拉伸性能和断裂韧性均能达到Rm≥825MPa,RP0.2≥750MPa,A（纵向）≥8％,Z≥15％;KIC（T—L）≥90MPa·m1/2,具有良好的强度塑性匹配性能。α＋β相区锻造的Ф300mm棒材经965℃／1h Ac十550℃／6h AC和940℃／1h AC＋570℃／6h AC处理后,疲劳裂纹扩展速率在△K=11MPa·m1/2时,分别达到2．833036×10^-6mm／cycle和7．294209×10^-6mm／cyele。     

深冷处理对TC4钛合金摩擦磨损性能及微观组织的影响

目前,有关深冷处理对TC4钛合金力学性能及微观组织的影响机制尚不明晰.为此,通过硬度、摩擦磨损性能测试、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察等手段探究了不同时间深冷处理对TC4钛合金磨损性能、表面显微硬度以及微观组织的影响.研究结果表明:经不同时间的深冷处理后,TC4钛合金的耐磨损抗力以及表面显微硬度有了不同程度...     

热处理对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金进行不同热处理工艺处理,并观察分析了不同工艺处理后TC4钛合金的金相显微组织。通过拉伸、示波冲击试验,分析研究了固溶处理和时效处理对TC4钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。结果表明,TC4钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成,具有片层状β相和小针丛状α相组织可获得较高综合性能。断口ESEM分析表明断裂特征为韧窝状穿晶韧性断裂。     

超声冲击对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金试样表面进行超声冲击强化处理。利用维氏显微硬度仪测量冲击后沿截面方向硬度分布,利用扫描电子显微镜观察经超声冲击后组织变化,利用X射线衍射仪测定冲击后表层晶粒尺寸和微观应变。试验结果表明,经超声冲击后,TC4钛合金的组织和力学性能发生了显著变化。随着冲击功率的增大．显微硬度显著提高,表层晶粒细化并产生一定数值的微观应变。     

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。     

不同热处理对TC4钛合金电子束焊接接头组织与性能的影响

对分别处于退火和固溶时效态的TC4钛合金进行电子束焊接,焊后进行不同热处理。采用光学显微镜和X射线衍射的分析方法对这两种TC4钛合金焊接件母材、热影响区及焊缝的显微组织及相组成进行了观察和分析,同时对其进行了室温拉伸和冲击试验。结果表明,同种电子束焊接工艺经过不同焊前及焊后热处理,各区域组织明显不同,由此导致了退火态焊接件抗拉强度低于固溶态焊接件,冲击性能略高于后者,同时这两种焊接件的抗拉强度及冲击性能均高于母材。     

热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面组织和性能的影响

通过热处理试验、金相检验、扫描电镜观察、X射线衍射分析和硬度测试,分析了热处理温度对选择性激光熔化TC4钛合金板不同成形面的相组成、显微组织和硬度的影响。结果表明：随热处理温度由750℃升高至950℃,选择性激光熔化TC4钛合金板顶面和侧面的针状马氏体α′相不断减少;当热处理温度为850℃时,针状α′相完全转变为α+β相,当热处理温度(950℃)超过α相转变温度时,β相含量升高;钛合金板顶面基本没有柱状β相,形成了等轴状β相,其侧面仍存在柱状β相;钛合金板顶面和侧面的硬度随着温度的升高呈先减小后增大的趋势。     

TC4钛合金板材电子束焊接疲劳性能

研究了不同工艺电子束焊接TC4钛合金板材的疲劳性能及断口金相组织。结果表明:工艺为V=150kV、If=366mA、v=600mm/min、Ib=69mA的试样焊缝的疲劳性能最好;气孔和冷隔作为应力集中源起作用而易成为裂纹源;焊缝及母材断口均由小断块组成,断块上有典型的疲劳辉纹;工艺为V=90kV、If=1654mA、v=600mm/min、Ib=51.1mA和V=150kV、If=342mA、v=200mm/min、Ib=29mA的试样焊缝疲劳辉纹间距较母材大,即扩展速率较母材快,疲劳性能不如母材;焊缝柱状晶内的网篮状马氏体组织越粗大,裂纹扩展性能越差;裂纹的扩展方式主要是穿晶断裂,相邻柱状晶内的网篮状组织取向差别太大,穿晶扩展受阻,裂纹便改沿晶扩展。     

TC4钛合金真空渗氮层的耐腐蚀性能

真空渗氮可较好地改善材料表面性能,但目前对其在钛合金中的应用研究较少.采用真空渗氮的方法对TC4钛合金作表面改性,通过X射线衍射仪(XRD)、失重法、电化学测试及扫描电镜(SEM)分析了改性层的形貌、相组成及腐蚀性能.结果表明:经真空渗氮处理的TC4合金在50 mL/L HF +200 mL/L HNO3混合体系中加速腐蚀10 min后,渗层表面基本保持完好,腐蚀速率只有基体的1/145,自腐蚀电位由基体的-0.762 5 V提高到0.511 9 V,腐蚀电流降低2个数量级,真空渗氮极大地改善了钛合金的耐腐蚀性.     

低温对时效态TC4合金拉伸性能的影响

在77－300K温度范围内对不同时6效状态TC4合金进行拉伸试验，研究了低温对时效态合金拉伸性能的影响。时效温度取813天，时效时间分别为0．5h、7h、60h。试验结果表明：在室温下，时效0．5h合金与退火态合金相比强度明显提高，延伸率略有降低；时效时间大于0．5h，随时效时间的延长，合金的强度与延伸率均下降。随试验温度的降低，3种时效态合金的强度都单调增加，延伸率先是下降，但在77K时又略有升高，TEM观察表明，随着试验温度的降低，拉伸断口附近位错分布不均匀性增大。     

Effect of hydrogen on microstructure evolution and tensile properties of TC21 alloy

Abstract

Hydrogen can be used as a temporary element to refine microstructure and improve workability of titanium alloys. In this article, the influence of hydrogen on the microstructure evolution and tensile properties of TC21 alloy is investigated. The microstructure observation reveals that the FCC hydrides δ precipitate firstly at the grainboundaries of primary α phases in TC21 alloy with hydrogen contents above 0·319 wt-%. These hydrides which block the grains deformation reduce both the strength and ductility at room temperature. With increasing hydrogen contents, the elevated temperature strength decreases first and then increases, while the ductility behaves the contrary. These are resulted from the interaction of hydrogen induced softening and hardening.     

退火温度对激光熔化沉积TC31高温钛合金组织与性能的影响

为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650 ℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而降低,其溶解主要发生在950 ℃以上,980 ℃退火后含量仅为29%。当退火温度超过930 ℃时,初生α相片层宽度明显增加。随着退火温度升高,α/β界面处析出的(Ti, Zr)₆Si₃相尺寸增加,且进入α相片层内部。合金在800~1 000 ℃退火时,合金室温拉伸屈服强度随退火温度升高趋于降低。受相界面析出的硅化物聚合长大及α相片层尺寸增加等因素影响,合金高温屈服强度随退火温度升高先降低后增加。合金经过1 000 ℃退火后,呈现良好的高温性能,其650 ℃下抗拉强度达657 MPa、屈服强度约为466 MPa、延伸率27%。     

Effect of electron beam welding on the microstructures and mechanical properties of thick TC4-DT alloy

Electron beam welding (EBW) was applied to 50 mm thick damage-tolerant Ti–6Al–4V (TC4-DT) alloy, and microstructure, microhardness and tensile properties of the defect-free welded joints were examined. The results indicated that the microstructure of the base metal is composed of primary α phases and the lamellar (α + β) bimodal structure. For the EBW joint, martensite basketweave microstructure is formed in fusion zone (FZ). Moreover, the heat affected zone (HAZ) near FZ consists of acicular martensite and a small portion of primary α phase. The HAZ near base metal consists of primary α phase and transformed β containing aciculate α. It is found that the boundary of the two portions of the HAZ was dependent on the β phase transus temperature during weld cooling. Microhardness values for FZ and HAZ are higher than that of base metal, and there are the peak values for the HAZ near the weld metal. The fracture locations of all the EBW tensile specimens are in base metal, and the ultimate tensile strength of the joints may reach about 95% of the base metal. In addition, with the depth increasing along the weld thick direction, the grain size of the FZ decreases and microhardness increases.     

Effect of temperature on deformation behavior and microstructures of TC11 titanium alloy

The isothermal compression deformation behavior of TC11 titanium alloy with beta microstructure was studied between 750 °C and 1100 °C under the strain rate ranging from 0.001 s⁻¹ to 10 s⁻¹ by THERMECMASTOR-Z simulator. In addition, the effect of temperature on microstructure was observed using optical microscope. The results showed that the temperature greatly affected the flow stress and microstructure of TC11 titanium alloy cooled from beta phase region in air. During hot deformation of TC11 titanium alloy, the steady state flow characteristic was observed at higher temperature or lower strain rate. In the α + β phase region, spheroidization fraction of α lamellar decreased with increasing temperature, while in near-β and β phase regions, dynamic recrystallization fraction increased with increasing temperature in all strain rates except at the strain rate of 0.001 s⁻¹.     

医用酒精溶液对TC4钛合金力学性能的影响

在常温下对经医用酒精浸泡过的TC4钛合金试样进行单轴拉伸实验和超声疲劳实验,以研究医用酒精溶液对TC4钛合金力学性能的影响.单轴拉伸实验结果表明酒精对TC4钛合金的单轴拉伸力学性能影响极小,而经酒精浸泡再放置一段时间后,TC4钛合金的屈服强度有一定的变化.超声疲劳疲劳试验结果表明TC4钛合金经酒精浸泡后,其疲劳性能明显下降.酒精对TC4钛合金力学性能影响,是由于医用酒精降低了TC4钛合金内局部塑性,钛合金在酒精溶液中发生渗氢反应,使钛合金固溶氢浓度增加,在外载荷作用下,氢向材料缺陷处扩散富集,形成氢脆降低了材料局部塑性.     

氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响

为了研究氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响,采用Zwick/Z100型材料试验机对置氢Ti-6Al-4V合金进行了压缩试验,并利用OM、XRD和TEM等材料分析方法对合金的微观组织进行了观察.研究表明:置氢前,Ti-6Al-4V合金由等轴的α相和β相组成,置氢后,出现马氏体组织和氢化物;随氢含量增加,马氏体和剩余β相数量增多;氢提高了Ti-6Al-4V合金的抗压强度和塑性等室温压缩性能,最大增幅分别为33.9%和56.3%;置氢Ti-6Al-4V合金抗压强度的提高主要归因于氢的固溶强化、马氏体相变强化和氢化物强化;塑性指标的提高主要是置氢合金中塑性β相数量的增多所致.     

退火处理对激光沉积制造TC4钛合金组织及力学性能影响EI北大核心CSCD

以TC4球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TC4钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了退火处理对激光沉积制造TC4显微组织及力学性能的影响。结果表明:试样经α+β两相区退火处理后,显微组织为网篮组织,经β单相区退火后,组织转变为魏氏组织;退火试样力学性能仍存在各向异性:Z向试样强度较低,塑性较好,而XY向试样强度高,塑性较差,退火温度对试样的各向异性具有明显影响;XY向试样拉伸性能存在较明显的分散性;α+β两相区退火处理后两个方向上均为韧性断裂,β单相区退火处理后试样强度与塑性大幅下降,且XY向试样为脆性断裂。