循环温度场作用下空冷态TC4合金的拉伸性能和显微组织的变化

对１０２０、９５０和９００℃空冷的ＴＣ４合金在－１９６～３５０℃间进行了热循环试验，测定了热循环前后的拉伸性能。结果表明：经１０００次热循环后强度上升，塑性下降，合金中的位错密度增大，形变孪晶的数量增多，其中９５０℃空冷合金的强度上升幅度最大，剩余塑性也最大     

准β热处理工艺对TC4-DT钛合金组织和拉伸性能的影响

研究了不同准β热处理工艺对TC4-DT钛合金显微组织和力学性能的影响,并对显微组织、力学性能断口形貌进行了对比分析。结果表明随着固溶温度从Tβ+10℃升高到Tβ+25℃,合金初生片状α相长宽比变大,次生α相含量升高,塑性下降,抗拉强度升高。冷却速率的下降对于初生片状α相有粗化效果,降低初生片状α相的长宽比,对应的抗拉强度升高,塑性降低。固溶时间的延长,初生片状α相宽度变大,长宽比下降,次生片状α相长宽比变大。TC4-DT钛合金拉伸断口存在大小不一的韧窝,随固溶温度的升高和时效时间的延长,试样拉伸断口韧窝的尺寸均有不同程度的变大,同时出现了少量的撕裂棱,试样的断裂机制为以韧性断裂为主并伴有准解理断裂。     

热处理对TC4合金组织与性能的影响

研究了热处理对TC4半成品棒材的显微组织，拉伸性能，断裂韧性，裂纹扩展速率的影响，结果表明，经α＋β区固溶处理和β区固溶处理＋（α＋β）区时效处理后的TC合金显微组织分别为球状或条状初生α＋晶间β的双态组织和网蓝组织，双态组织结构具有高的拉伸性能和低的断裂韧性，网蓝组织具有良好的断裂韧性和疲劳性能。     

热处理对热挤压TC4钛合金T型材组织和性能的影响

研究了9种双重退火工艺对热挤压TC4钛合金T型材显微组织及力学性能的影响。结果表明:1金相组织基本保留了β单相区热加工组织,第一阶段退火制度相同时,随着第二阶段退火温度的升高,晶内部分长条α相变厚,晶界上有序排列的针状α相也开始粗化;第二阶段退火制度相同时,随着第一阶段退火温度的升高,晶粒明显长大,晶界更加清晰,β相向α相转变,β相含量减少;2抗拉强度、屈服强度和延伸率均能够满足航天长桁用型材的要求,其中经750℃×4h/AC+500℃×1 h/AC双重退火处理的,强度和塑性指标最高。     

Ti3Al—Nb合金不同组织状态下拉伸断裂行为显微分析

用透射电镜及备有拉伸装置的Ｓ－５７０扫描电镜，研究了Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ（Ｔｉ－２４Ａｌ－１４Ｎｂ－３Ｖ－０．５Ｍｏ）（摩尔百分数）合金在不同热处理制度下的组织形貌以及试样的拉伸断理解过程，结果表明，合金在α２＋β两相区因溶１ｈ水冷处理，组织由α２相、Ｂ２相和ｏ相组成，初生α２相体积分数不同，合金试样拉伸断裂机制不同，初生α２相体积分数低时，变形主要在Ｂ２相，裂纹主要在Ｂ２相内形核，随着Ｂ２相的减少，     

K447A合金的热处理组织和拉伸性能研究

通过对K447A合金在不同热处理状态下的显微组织观察和拉伸性能测试,研究了合金显微组织的演变规律及其对拉伸性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要包括γ基体、γ′相、碳化物及γ/γ′共晶,碳化物多分布于晶内枝晶干和晶界。固溶处理后,γ′相由大、小两种尺寸的组成,碳化物发生"碎化",且由γ′相包覆,同时枝晶间处析出了细小的MC型碳化物。高温(1100℃)时效热处理使γ′相长大,同时再次析出细小γ′相;低温(870℃)时效热处理则使γ′相形貌接近长方形。拉伸性能结果表明,合金经固溶热处理和时效热处理后的抗拉强度相近,但时效热处理后的伸长率有所增加。     

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。     

电子束局部热处理对TC4钛合金焊接接头组织和性能的影响

通过对14.5 mm厚TC4钛合金平板电子束焊接接头的局部热处理,研究了电子束局部热处理对钛合金电子束焊接接头组织、硬度和拉伸性能的影响.结果表明,电子束局部热处理后扫描区内的母材组织晶粒粗化长大,α相在原始β晶界处长大的同时,以层片状或针状的α形态向β晶内生长.局部热处理后冷却速度的降低使焊缝组织中的针状马氏体在分解析出β相的同时转变为α相,变短变厚的α相相互交错排列.另外,局部热处理消除了焊缝和热影响区的硬度突变.同焊后状态相比,局部热处理后焊接接头的整体性能沿焊缝垂直方向得到了均衡和提高,拉伸试样的断裂位置由焊后状态时的热影响区和母材的交界处转移到未经历热处理的母材区域.     

电子束快速成形制备TC4合金的组织和拉伸性能分析

针对电子束快速成形(EBRM)钛合金的组织特点,采用OM、SEM、XRD和TEM等实验手段,分析了EBRM制备TC4合金的微观组织和织构对其拉伸性能的影响规律。结果表明:TC4合金存在着平行于沉积方向的β柱状晶,且柱状晶的宽度随着沉积高度的增加,初始时迅速增加,之后增加的趋势变缓。由于沉积过程中循环的热作用,柱状晶内α片尺寸随着沉积高度的增加而减小。合金存在典型的转变α相织构。微观结构的梯度变化也导致了合金在不同位置的拉伸性能差异。随着X方向拉伸试样位置的升高,合金的屈服强度没有明显的变化,但抗拉强度有所提升;合金的塑性呈现上升的趋势。在合金底部,距离基板10和20 mm处的拉伸试样具有相近的加工硬化指数,低于合金中间的拉伸试样,而合金顶端拉伸试样的加工硬化指数较高。此外,合金还具有拉伸性能的各向异性,45°方向拉伸试样的强度高于X方向和Z方向的拉伸试样,同时Z方向拉伸试样的强度最低,这种强度各向异性主要归因于合金的转变α相织构。     

Zn对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了Zn对2195铝锂合金在不同热处理状态(T8，T6)下的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：Zn的存在明显促进了T1相的析出和弥散分布，而且有球形颗粒状含Zn相析出，使合金强度提高：但Zn的加入不改变2195合金的断裂机制，且使合金塑性略有下降。     

热挤压Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的显微组织与拉伸性能

通过进行显微组织观察与室温拉伸性能测试,研究了热挤压Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的显微组织及拉伸性能。结果表明,随着挤压比的增大,热挤压期间动态再结晶效应增强,合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率增大;经过时效处理后,合金中析出细小的第二相粒子,合金的屈服强度与伸长率的提高幅度较大,而抗拉强度略有提高。拉伸断口形貌观察与分析表明,挤压态和热处理态Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的断裂方式都是脆性和韧性混合断裂,前者以脆性断裂为,后者以韧性断裂为主。     

热处理对激光沉积TC4/TC11组织和性能的影响

通过对激光沉积TC4/TC11钛合金直接过渡件沉积态和热处理态的显微组织、静载力学性能、拉伸断口及显微硬度进行对比研究,探索改善激光沉积TC4/TC11钛合金组织,进而提高综合力学性能的途径。研究结果表明,沉积态试样在970 ℃热处理后α板条的长宽比小于沉积态和退火态,两侧组织均呈现典型的网篮组织特征且更为均匀,晶界α相彻底消失,过渡界面基本消失,使得TC4/TC11组织参数最优化;沉积态、去应力退火和固溶时效(最优热处理参数)热处理后试样的拉伸断口为韧性断口且均断在了TC4侧,其中固溶时效热处理后试样强度没有明显降低,塑性得到显著提高,具有良好的综合力学性能;当热处理温度提高到970 ℃(最优热处理参数),该试样沿着整个过渡界面显微硬度值分布最均匀、差异最小,基体与过渡界面处显微硬度值变化也最小。     

Y对TiAl合金显微组织及性能的影响

系统地研究了Ti-47Al-xY系[x（摩尔分数／％）分别为0、0．1、0．3、0．5、0．7、1．0]合金的显微组织及室温力学性能。结果发现：随着Y含量的增加，合金由柱状晶转变为等轴晶（x≥0．3），而且合金的晶粒尺寸和层片间距随着Y含量的增加而降低；当Y含量高于0．1％时，晶内弥散分布细小YAl2相颗粒的同时，YAl2相开始在晶界处偏析，且随着Y含量的增加，晶界偏析越来越严重；当Y含量达到1．0％时，晶界处YAl2相闭合成网络状。拉伸测试表明，Y含量为0．3％～0．5％的Ti-47Al合金有较高的强度和塑性。分析得知，YAl2相的尺寸及分布对性能起着重要的作用。一方面，组织的细化和晶内细小的YAl2相有利于性能的改善，另一方面，晶界处富集的大尺寸YAl2相显著恶化TiAl合金的性能，特别是在Y含量高于0．5％的TiAl合金中。     

热处理制度对TC4大棒材组织和性能的影响

研究了热处理制度对φ350 mm的TC4大棒材组织和性能的影响.结果表明:TC4大棒材热处理后的显微组织为等轴α+β转;等轴α相呈椭球状和短棒状,β转呈条状,且等轴α相与β转交错分布.随着退火温度的升高,等轴α相和β转尺寸减小,均匀化程度增强.同时,室温强度和断裂韧性逐渐升高.     

TC4钛合金的显微组织及其抗冲击韧性

对TC4钛合金采用不同的热处理工艺,获得了马氏体组织、粗大网篮组织、针状组织、魏氏组织、蠕虫状组织和等轴状+块状双态组织的组织状态,采用夏比冲击试验,对其抗冲击韧性进行分析.结果表明:不同组织状态的TC4钛合金,其抗冲击韧性存在较大差异,原始态TC4钛合金为粗大的魏氏组织,抗冲击韧性很差,Akv2可达20 J;热处理后,等轴状+块状双态组织的冲击功最高,Akv2可达60 J,抗冲击韧性较好;马氏体组织、针状组织、粗大篮网状组织和魏氏组织的冲击功较低,Akv2可达40J,抗冲击韧性较差;蠕虫状组织冲击功最低,Akv2约为30 J,抗冲击韧性最差.     

TC4合金的磨损率及磨损表面层的显微组织变化

在空气和真空(10^-5Pa)条件下对TC4合金进行了系统的磨损性能测试，研究了载荷和滑动速度对TC4合金磨损率的影响。对TC4合金磨损后的表面层进行了显微组织分析。试验结果表明，空气磨损后表面层的显微组织在较低滑动速度下呈现位错的滑移带，在较高滑动速度下出现显微裂纹。真空磨损后表面层的显微组织发生细化并具有50nm～100nm尺寸，显微组织中呈现大量的位错，在较高滑动速度下有孪晶出现。     

热处理对激光沉积TC4组织和性能的影响

通过对激光沉积TC4钛合金沉积态和热处理态的显微组织、静载力学性能及显微硬度进行对比研究,探索改善激光沉积TC4钛合金组织,进而提高综合力学性能的途径。研究结果表明,沉积态试样在970 ℃热处理后初始连续的晶界α相已经彻底破碎;随着固溶时间的延长,球状α相进一步长大且增多,α板条充分生长且显著增大;在970℃固溶2h后再进行时效热处理后,组织是一种由等轴α,网篮α和转变β相构成的三重混合组织,使得组织参数达到最优化。与沉积态和退火态相比,固溶时效处理后的试样,由于组织中的等轴组织起着变形协调的作用,网篮组织可以降低位错的塞积作用进而提高塑性,使得塑性有很大的提高且强度又降低不多,综合力学性能得到显著的提高。激光沉积制造TC4钛合金的沉积态、退火态、固溶时效态和固溶态（固溶温度相同）的显微硬度依次升高,但是当固溶温度进一步提高至相变点以上进行热处理时,由于再结晶后的晶内组织发生了重排,试样的显微硬度将会明显下降。     

激光沉积制造TC4/TC11直接过渡界面组织及性能研究

通过激光沉积制造(LDM)技术制备了TC4/TC11双合金直接过渡试样,并对其进行了去应力及固溶时效热处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机和硬度计对试样的显微组织和拉伸断口进行了观察,并对其拉伸性能和显微硬度进行了测试及分析。结果表明,沉积态TC4/TC11双合金过渡处网篮组织差异大,去应力退火后的组织均匀,经固溶时效处理后组织粗大且差异明显;对去应力退火后的试样进行了室温拉伸,TC4/TC11双合金直接过渡处的抗拉强度与TC4抗拉强度相近,TC4/TC11双合金直接过渡处的塑性低,拉伸断口为韧性断口,室温拉伸的断口均断在TC4钛合金一侧,证明了TC4/TC11双合金直接过渡界面的性能良好;对该双合金直接过渡处的组织分析解释了其硬度变化的趋势。     

热处理对TC18合金显微组织和力学性能的影响

研究了(α+β)相区等温锻造后β热处理、双重退火工艺对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在(α+β)相区锻造后采用β热处理,形成粗大β晶粒,引起"β脆性",强度和断裂韧性较高,塑性急剧降低,不能满足技术要求,有待进一步研究;采用双重退火热处理,强度稍低,塑性和断裂韧性均较好,综合性能较好。