TA15钛合金铸锭熔炼工艺研究

通过小型铸锭熔试验和大规格铸锭生产试验研究确定了工业化生产TA15钛合金铸锭时的化学成分Ё和铸锭生产工艺.试验结果表明,所生产铸锭的化学成分均匀,冶金质量良好,满足后续工序使用要求.     

VAR熔炼制备超大规格TC4 ELI钛合金铸锭研究

舰船和海洋领域对钛合金材料的需求呈大型化发展趋势,铸锭作为锻件和板材的母材,其大型化也势在必行。为满足大型铸锭的工业化生产,采用有限元分析法对真空自耗电弧熔炼（VAR）超大规格TC4ELI钛合金一次锭和成品锭的熔炼过程进行了数值模拟研究。结果表明,一次锭熔炼过程中稳弧电流和稳弧周期直接影响熔池中夹杂物的运动轨迹;对于TC4 ELI钛合金一次锭熔炼,较为合适的稳弧参数为稳弧电流30 A,稳弧周期40 s;成品锭熔炼时,降低熔炼电流,增大稳弧电流和稳弧周期,即加强VAR熔炼过程中的搅拌有助于提高铸锭成分均匀性和表面质量。根据数值模拟结果进行了12.8 t级超大规格TC4 ELI钛合金铸锭的工业化生产,所得铸锭表面质量良好,成分均匀。     

大规格TC4铸锭真空自耗电弧熔炼控制方式对比

为了选择合适的真空自耗电弧熔炼控制方式,在生产规格为准820mm的TC4钛合金铸锭时,采用了电流控制和熔速控制两种不同的熔炼控制方式。对比分析了两种控制方式对熔炼参数的变化、铸锭化学成分、表面质量以及成材率的影响。结果表明:两种控制方式下铸锭化学成分分布均匀性相当,但熔速控制方式下正常熔炼阶段实际熔速的波动小,且铸锭的表面质量良好和成材率高。在实际生产中熔速可选用电流控制下电流B(21～28kA)所对应的熔速。     

超高强度β21S合金铸锭成分均匀性的控制

针对超高强度β21S合金（Ti-3al-15Mo-2.7Nb-0.2Si)熔炼上的技术难点，采用真空自耗电弧熔炼和真空凝壳浇铸的方法，研究了Mo,Nb合金元素的添加式以及熔炼工艺参数对该合金铸锭成分均匀性的影响，结果表明：以Ti-Nb,Ti-Mo中间合金为配料，采用合理的熔炼工艺，可获得性能良好，成分均匀的β21S合金铸锭。     

钛铸锭现代熔炼技术

钛及其合金铸锭熔炼技术，从钛工业生产初期的非自耗真空电弧炉熔炼（NC）法发展到现在，已经形成了用真空自耗电弧炉熔炼（VAR）法生产钛及其合金铸锭的标准熔炼工艺．近年来航空、航天工业及其它领域对钛材质量要求的提高，推动了电子束、等离子冷炉床熔炼等新技术的发展，并形成了工业规模，为大大改善和提高钛及其合金铸锭的冶金质量提供了良好的条件．1钛及其合金铸锭的熔炼方法钛是活性金属，在高温下极易与氧、氮等气体反应，也几乎与所有的对蜗材料起反应．被污染的钛将失去原有的良好工艺性能．因此熔炼不能在大气中进行，必须在…     

Ti-51111S合金熔炼工艺研究

通过对Ti-51111S合金铸锭生产工艺的研究,分析中间合金加入、电极制备方式及熔炼参数对铸锭生产及化学成分均匀性的影响,探索出合理的Ti-51111S合金铸锭生产工艺。采用该工艺生产的Ti-51111S合金铸锭成分均匀,冶金质量良好,符合有关技术条件要求,可以满足民用钛材使用要求。     

铸态TC21钛合金高温变形行为研究

以铸态TC21钛合金为研究对象,在Gleeble3500热模拟试验机上对TC21钛合金在开坯温度1000～1150℃、应变速率0.01～10 s-1的高温变形行为进行了研究.结果表明,铸态TC21钛合金流动应力随应变速率的提高和温度的降低而升高,具有温度和应变速率敏感性;β区变形激活能为196.277 kJ/mol,变形机制以动态回复为主;低应变速率下(ε≤0.1 s-1),流变曲线呈稳态流动特征,拉长的β晶粒晶界呈锯齿状,晶界处发生连续再结晶;高应变速率下(ε≥1 s-1),拉长的β晶粒晶界平直,为典型动态同复;高应变速率且温度相对较低(ε=10 s-1,T≤1150℃)时,流变曲线呈流动软化特征,原因是局部温升效应及局部塑性流动.     

TC11合金铸锭的微观偏析

通过对TC11合金进行微区成分研究,得出了TC11合金微观偏析规律.在等轴晶和柱状品内,沿着晶粒生长方向,元素Al、Mo含量均减小,元素Zr、Si含量均增加.受凝固偏析的影响,四种元素在等轴品内的偏析程度高于在柱状晶内的偏析程度.在晶界处,α稳定元素Al和中性元素Zr在晶界富集,β稳定元素Mo和Si在晶界贫化.     

TC21合金时效过程中的相变研究

采用XRD、SEM、TEM及显微硬度测试等手段,系统研究了TC21合金固溶处理后的相变以及合金在550～850℃时а"相在时效过程中的分解机制及组织演变规律,结果表明:1000℃固溶30 min淬火后,TC21合金形成а"马氏体,且合金中存在少量β及O相(Ti2AlNb);随时效温度的升高,а"相逐步发生а"→а+а"_高→а+β_(亚稳)→а+β,а"+а'+β_(亚稳)→а+β,а"→а+β等分解过程;TC21合金的显微硬度依赖于时效温度和时效时间,时效时间延长,合金显微硬度先迅速增大,达到最大值后再逐渐减小.时效温度升高时,合金显微硬度达到最大值的时间缩短,且合金最终的显微硬度随时效温度的升高而降低.     

置氢TC21合金超塑性研究

利用CMT4104电子万能试验机研究了置氢TC21合金在不同温度和应变速率下的超塑性.结果表明,随氢含量增加.TC21合金的流动应力先降低后升高,存在一个最佳变形量.置氢后大部分条件下伸长率随氢含量的增加而降低,但氢含量为0.1wt％时,在880℃,1×103s-1条件下变形,获得了1010％的最大伸长率.TEM观察发现,当氢含量较低时,TC21-xH合金主要的超塑变形机制为位错攀移和滑移协调的相界/晶界滑移;当氢含量较高时,由于氢降低了TC21合金的相变点,变形在单相β相区进行,变形机制为由扩散促进位错恢复和攀移的晶界滑动机制.     

Cu-Si-Ni系的合金铸锭C18000的熔铸工艺研究

通过对Cu-Si-Ni系的合金的研究,提出 C18000铸锭生产过程中Si、Ni的含量及相对比例的控制和铸锭品质的控制方法,成功地生产出品质合格的铸锭.     

TC21钛合金的扩散连接研究

研究并分析TC21钛合金扩散连接接头的微观组织、界面结合质量、显微硬度和压缩变形率随连接工艺参数的变化规律.结果表明:连接温度的提高及连接时间的延长分别导致扩散系数的增大和扩散程度的增加,同时变形能力增大,因而界面焊合率提高,但接头变形率增大;在880 ℃的连接温度下,只要连接时间介于15~30 min,界面焊合率就能达到100%,而接头变形率可控制在10%以内.接头显微硬度随连接温度的升高而明显提高,但随连接时间的变化存在峰值.对接头微观组织特征的分析表明:连接温度越高,两相长大速率越快,两相尺寸增大;但当连接温度达到980 ℃时,被焊母材处于β单相区,较快的冷却速度下α相不能完全析出,接头微观组织因此变为层片状的两相组织.随着连接时间的延长,两相尺寸先增大,当连接时间延长到90 min后,高温下由α相转变而来的β相增多并被保留下来,割裂了原有的两相,使两相尺寸减小.正是接头微观组织的这种变化特征,决定了显微硬度的变化规律.     

氢处理对TC21合金显微组织的影响

利用XRD、OM和TEM研究两相钛合金TC21置氢前后以及除氢后的显微组织变化.研究发现:随着氢含量的增加,TC21合金中的β相逐渐增加,当氢含量达到0.319%(质量分数,下同)以上时,试样中出现面心立方的氢化物δ.氢化物主要是在高温置氢后冷却过程中通过扩散方式发生共析反应形成的.由于共析反应所造成的晶格畸变,除氢后发生了再结晶,晶粒组织更加细化.     

TC4钛合金等离子弧焊接工艺研究

介绍了等离子弧焊接技术在钛合金连接中的应用，提出了等离子弧焊接钛合金的工艺及条件。     

TC4钛合金等离子弧焊接工艺研究

介绍了等离子弧焊接技术在钛合金连接中的应用,提出了等离子弧焊接钛合金的工艺及条件。     

TC4钛合金与Nb—W—Mo—Zr铌合金的真空电子束焊接工艺研究

采用真空电子束焊对TC4钛合金和Nb—W—Mo—Zr铌合金进行了成功焊接,焊接的基本工艺参数为：炉室真空度≤3．0×10^-2 Pa,枪室真空度≤1．5×10^-3 Pa,焊接电压56-60kv,束流20～25mA,工件的移动速度为550～600mm／min。用扫描电镜对焊接组织进行了观测,并作了X射线无损探伤。结果表明,热影响区和熔合区组织致密,焊缝熔透性好,无气孔。熔合区主要为胞状束凝固结构,基本无枝晶出现。X射线探伤结果得出,焊缝质量满足国家一级标准。焊接组件在室温下的力学性能为：Rm=595MPa,Rp0.2=482MPa,A=20％,Z=63％。