TA5钛合金内部空洞缺陷的分析研究

首先,在25MN快锻机上将TA5钛合金铸锭在β区开坯锻造为250 mm的方坯。然后,分别采用三种不同工艺锻造成?55 mm的棒材。在棒材上切取试样,试样经过800℃×90 min/AC热处理。通过金相显微镜观察了金相组织,扫描电镜进行了微区分析。着重分析了TA5钛合金内部空洞缺陷产生的原因及预防措施。结果表明:TA5钛合金变形温度低、变形量大是产生空洞缺陷的主要原因;弥散分布的硼化钛颗粒在TA5钛合金内部形成硬质点,当变形温度低、变形量大时,会在其周围形成微裂纹,进一步变形时也会在其周围形成空洞;TA5钛合金在锻造过程中应采用较高的加热温度和合适的变形量并严格控制终锻温度,这有利于避免在其内部产生空洞缺陷而造成材料报废。     

TA7钛合金锻造工艺研究

采用不同变形量的自由锻造制备了φ90 mm的TA7棒材,研究了锻造变形量对TA7棒材组织及性能的影响。结果表明,大变形量不适宜TA7钛合金锻造,变形量大是导致TA7棒材宏观组织出现"麻坑"的主要原因;宏观组织上的"麻坑"不会因为腐蚀时间的增长而出现或增多,"麻坑"是材料内部的一种孔洞缺陷,一般存在于棒材探伤不合格的区域。     

钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究

采用TA15钛合金开展钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究,针对钛合金热旋过程中出现的典型缺陷进行形成机理和控制方法研究,成功地旋制出了质量良好的BT20钛合金大型薄壁筒形件.研究表明,钛合金薄壁筒形件热旋成形的关键是保证金属旋压时变形流动的均匀性,其直接受到热旋加热方式、旋压工艺参数和成形模具等因素的影响.BT20钛合金合适的旋压温度范围为600～700℃,当坯料较厚时温度可稍高以防止裂纹,而坯料较薄时旋压温度可适当降低以防止坯料隆起;钛合金筒形件壁厚越薄,越容易产生鼓包和褶皱等成形缺陷,尤其是当厚径比(t/D)小于1%时,应采用较小的道次减薄率以防止局部失稳;采用较小的工作角和较大的旋轮圆角半径有利于促进旋压变形的均匀性.     

冷轧和退火对TC4钛合金管组织和性能的影响

研究了冷轧变形及退火温度对TC4钛合金管组织和性能的影响。结果表明:变形和退火对TC4钛合金管冷轧性能影响很大,当变形为36%时,冷轧管的综合性能较好;当变形达到46%时,冷轧管出现连续月牙状缺陷和裂纹。随着退火温度的升高,管材的强度先下降后升高,塑性先升高后下降。当退火温度为850℃时,管材的强度最低,但塑性最高。最适宜管材冷轧的退火温度为850℃。此条件下,屈服强度810MPa,伸长率22%。     

TA10钛合金高温流变行为及拉伸性能

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对TA10钛合金在变形温度为800~1050℃,应变速率为0.01~5 s-1条件下进行拉伸变形,研究合金的流变应力及显微组织,分析其高温拉伸性能。结果表明:变形温度为800~900℃时,流变曲线有明显的应力峰值,软化机制主要是动态再结晶;而变形温度为1000~1050℃时,流变曲线没有明显的应力峰值,软化机制为动态回复;而当变形温度为800℃时,TA10钛合金的应变速率越高动态再结晶的进行程度越低;以(α+β/β)相变点为界,在相变点以下的温度区间,随着变形温度的升高,TA10钛合金的强度和塑性下降;在相变点以上的温度区间,TA10钛合金的强度下降,塑性上升;而在相变点的过渡区间,强度上升,塑性下降。当应变速率一定时,TA10钛合金在温度为800℃时能够获得强度和塑性的较好匹配。     

基于模型特征优化钛合金热成形试验研究

钛合金钣金支架件因局部形状突变,成形困难易起皱。采用数值模拟,分析了毛坯形状、模具尺寸对零件起皱缺陷的影响。利用零件展开逆向修正优化,结合试验,在原毛坯缺口处设计有开口的新毛坯;考虑模具材料与钛合金线热膨胀系数差,设计模具尺寸,并进行了650、660、670和680℃下的热成形试验。结果表明,在板料变形集中处开口,能消除成形中起皱缺陷;成形温度影响零件成形品质,温度低、起皱未完全消除;温度高,表面优化加重,成本高,最佳成形温度为670℃。     

轧制温度与变形量对TB2钛合金微观组织和力学性能的影响

通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计以及万能拉伸试验机等研究了不同轧制温度及变形量对TB2钛合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明,在600℃轧制处理后,TB2钛合金由β相和α相组成。同一轧制温度下,随着变形量的增加,晶粒被明显拉长,基体中的β晶粒部分破碎,并在晶界处出现大量再结晶晶粒。当轧制温度为600℃,变形量为60%时,合金的抗拉强度最大,可达到1360 MPa,伸长率为5.7%;而当轧制温度为600℃,变形量为40%时,合金的抗拉强度最大,可达到1270 MPa,伸长率为10.9%,综合力学性能较好。     

TA7钛合金板材高温拉伸变形

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对板厚为4 mm的TA7 ELI材料在变形温度为800、850、900、950和1000℃,应变速率为0.01 s~(-1)和0.001 s~(-1)下进行高温拉伸实验,获得材料发生超塑性变形的温度区间和应变速率范围。采用炉中高温拉伸实验对Gleeble实验结果进行验证。得出在950～1000℃范围内,应变速率低于0.001s~(-1)时,TA7 ELI钛合金高温拉伸会出现超塑性变形。伸长率最高可达260%。在应变速率0.001 s~(-1)、800℃时,TA7钛合金的断口组织中有动态再结晶现象。1000℃时,断口出现较为粗大的层片状α组织和明显的晶粒长大现象。m和n值都随着温度的升高而增大,在950℃时到达最大值。硬化现象能够有效的抑制颈缩,变形温度为950℃时,材料的硬化和软化达到较好的平衡,易获得较大的伸长率。     

TA15钛合金板材在不同加载条件下的热剪切旋压变形机制(英文)

采用考虑了各种热效应而建立的TA15钛合金加热剪切旋压多场耦合模型,研究揭示了TA15钛合金在各种热载荷和机械载荷条件下的变形机制。结果表明,高的工件加热温度和芯模预热温度可以减小工件厚向温度梯度,偏离率对变形区厚向温差的影响复杂,对贴模性影响显著且大的偏离率会恶化贴模性。工件和旋轮间的摩擦对温度差有显著影响。增加旋轮进给比会加大厚向温差但有助于贴模性的改善,这与冷旋的结果相反。大的旋轮安装角有助于减小厚向温差和改善贴模性。     

Deformation Mechanism of TA15 Shells in Hot Shear Spinning under Various Load Conditions

采用考虑了各种热效应而建立的TA15钛合金加热剪切旋压多场耦合模型,研究揭示了TA15钛合金在各种热载荷和机械载荷条件下的变形机制.结果表明,高的工件加热温度和芯模预热温度可以减小工件厚向温度梯度,偏离率对变形区厚向温差的影响复杂,对贴模性影响显著且大的偏离率会恶化贴模性.工件和旋轮间的摩擦对温度差有显著影响.增加旋轮进给比会加大厚向温差但有助于贴模性的改善,这与冷旋的结果相反.大的旋轮安装角有助于减小厚向温差和改善贴模性.