大变形轧制制备超细晶镍基合金的显微组织与拉伸性能

通过98%大变形异步-同步混合轧制的方法,制备了超细晶镍基合金,并对退火后该合金的显微组织与拉伸性能进行了研究。结果表明:轧制后镍基合金组织得到显著细化,经700℃退火后晶粒尺寸在200nm以内,经800℃退火后晶粒尺寸仍然在300nm之内,超细晶镍基合金具有良好的组织稳定性;轧制后镍基合金的强度得到显著提高,经700℃和800℃退火后仍具有较高的强度,尤其经700℃退火后,其屈服强度及抗拉强度分别从轧制前的243 MPa和679 MPa提高到了1 907 MPa和1 949 MPa;强度的提高和良好的组织稳定性主要归因于超细晶镍基合金在退火过程中析出大量均匀弥散分布的纳米γ′相。     

TC4钛合金表面黑色转化膜的制备与性能

利用表面改性技术,研究了黑色转化膜制备工艺。用扫描电镜分析了膜层的形貌,用显微硬度计、TPE盐雾试验箱等检测了膜层的硬度、耐蚀性能。结果表明,获得的黑色转化膜的膜层是均匀、稳定、多孔性的。与基体相比,显微硬度和耐腐蚀性能有显著提高,满足了武器装备中钛合金附件表面改性处理的要求。     

氢对热变形TC4钛合金显微组织的影响

研究了渗氢TC4钛合金热变形后及除氢处理后的显微组织.结果表明:渗氢TC4钛合金组织中的氢化物随氢含量增加逐渐长大;应变速率增加时,亚晶变形增加;除氢后由于动态回复亚晶界变得清晰光滑,亚晶内位错密度降低.     

ARB法制备超细晶材料的组织与性能研究

采用累积叠轧焊方法（ARB）对MB2镁合金和1060工业纯铝进行试验,分析了它们变形前后内部微观组织结构的演变和力学性能的变化。结果表明,MB2镁合金平均晶粒细化到1.2μm,抗拉强度由轧制前的235 MPa提高到300 MPa;1060工业纯铝晶粒细化到约400 nm,抗拉强度由轧制前的87MPa提高到220 MPa,硬度由轧制前的37 HV提高到83 HV;2种材料的延伸率在ARB 1道次后下降,并随着轧制道次的增加,材料组织均匀程度提高,抗拉强度变化平缓;MB2镁合金的延伸率回升幅度较大。     

3D打印TC4钛合金粉末制备方法及组织性能研究

3D打印技术是一种快速成型技术,钛及钛合金由于具有优异的物理、化学和力学性能,广泛应用于多个领域,钛及钛合金粉末是3D打印重要的原料。介绍了制备钛及钛合金粉末的几种主要方法,重点阐述了等离子旋转电极雾化法制备钛合金粉末的原理,并对其微观组织演变规律和热处理方法进行了研究。研究结果表明,此方法制备的TC4钛合金粉末,易获得近球形的颗粒粉末,表面光洁,流动性好,具有良好的粉末特征;钛合金的显微组织由粗大柱状晶组成,柱状晶沿着堆积层的方向生长,由于温度梯度的影响,远离基材区域的晶粒尺寸大于靠近基材区域的晶粒尺寸,原始柱状晶的内部微观组织由细针状α相马氏体组成。采用固溶+时效热处理,加以空冷的冷却方式,使得在970℃/AC/1h+540℃/AC/4h条件下形成的网篮组织,强度和塑性都较好,其性能满足TC4合金3D打印要求。     

TC4钛合金热变形行为研究

为了研究TC4钛合金丝材的拔制过程,对TC4合金进行了高温拉伸变形实验。研究了应变速率0. 1 s~(-1)时,不同温度(800℃、840℃、880℃、920℃和960℃),以及温度为920℃时,不同应变速率(0. 01 s~(-1)、0. 1 s~(-1)、1 s~(-1)和10 s~(-1))对TC4钛合金真应力-应变曲线及显微组织的影响。结果表明:当应变速率为0. 1 s~(-1)时,随着实验温度的升高,动态回复和动态再结晶出现,材料的流变应力逐渐降低。其显微组织表明,随着温度升高,α相变得粗大,并由原先的长棒状变为短棒状,β相的含量逐渐增多。当实验温度为920℃时,随着应变速率的增加,加工硬化速率变快,位错增殖,晶粒运动受阻,硬化不能及时消除,畸变能增大,导致峰值应力增大,流变应力峰值升高。其显微组织表明,随着应变速率增加,α相沿拉伸方向变细变长,逐渐趋于同向排列。     

高温形变热处理对TC4钛合金组织与性能的影响

应用高温形变热处理技术,研究了热处理工艺对其显微组织、力学性能的影响.结果表明,950℃加热,50%形变水淬,500℃,4h时效,可使合金组织细化,并可获得均匀缠结的位错和析出物弥散分布,以及优异的综合力学性能.     

TC4钛合金等离子弧焊接接头组织及性能

采用等离子弧焊接工艺焊接TC4钛合金,通过室温拉伸、显微硬度测试、金相分析及X射线衍射试验,对TC4钛合金等离子弧焊接接头的显微组织和性能进行了研究。实验结果表明:TC4钛合金等离子弧焊接接头焊缝的组织为针状马氏体α'相和残余β相,组织形态为粗大柱状晶,过渡区和近焊缝区中的组织为细小的针状α相和β相、少量的α'相,组织形态为较粗大的等轴晶;接头焊缝熔化区的硬度最高;接头断口的主要微观特征为韧窝,属于延性断裂,但部分区域韧窝很浅,趋向于脆性断裂。     

离子渗氮气氛对TC4钛合金组织与性能的影响

研究了在不同气氛下进行离子渗氮对TC4钛合金渗氮层的组织与性能的影响。进行了金相组织检查,显微硬度测定,X射线结构分析,磨损试验与渗氮层氧含量测定。试验结果表明,保温时的气氛对控制渗氮层质量有较大的影响     

激光选区熔化成形TC4钛合金显微组织与性能的研究进展

激光选区熔化技术是在精密复杂零部件制备方面应用较广的激光增材制造技术之一,可实现复杂零件的近净成形。从成形工艺参数和固溶时效处理两方面,对现阶段激光选区熔化成形TC4合金显微组织及力学性能控制的研究进展进行了综述,并对其后续发展方向进行了展望。     

电火花表面强化TC4钛合金组织特征及性能研究

为研究混粉准干式介质中电火花表面强化TC4钛合金工艺对强化层组织特性的影响,以石墨和紫铜为电极进行电火花表面强化试验。通过强化层微观组织形貌观察、显微硬度测定及摩擦磨损实验分析,研究表明:脉冲电流对强化层性影响较大;采用石墨电极获得强化层表面组织不规则且多层叠和褶皱,显微硬度大,耐磨性能好,而采用紫铜电极强化层表面相对平整,但有微裂纹。电火花放电强化对工件表面整体性能改善显著,显微硬度提高3倍左右,强化层耐磨性能提高7倍左右。     

局部热处理对TC4钛合金电子束焊接组织性能的影响

采用柔性加热器对TC4钛合金电子束焊接试样进行局部退火热处理,研究并揭示了焊接试样退火热处理后的组织和性能变化规律.结果表明,焊接试样经过局部退火热处理后,焊接试样的显微组织没有发生明显的变化.焊接态试样和局部热处理试样的显微硬度从焊缝区到热影响区再到基材区,显微硬度逐渐减小,局部热处理试样焊缝区的显微硬度比焊接态试样...     

TC4钛合金薄壁零件铣削变形分析研究

以TC4钛合金为研究对象,从理论分析、试验研究和仿真分析3个不同的方面对薄壁零件铣削加工过程中的变形情况进行研究。在力学分析的基础上建立可转位立铣刀的瞬态切削力模型。在立式铣床上对该切削力模型进行试验验证。采用有限元方法分析典型薄壁零件加工表面法向上的变形情况。     

TC4钛合金薄板激光焊接变形的有限元模拟

建立了TC4钛合金薄板激光焊接模型,采用有限元方法分析了板宽对焊接残余应力及失稳变形的影响。结果表明:最高纵向残余拉应力出现在焊缝中心两侧的热影响区;随着板度增大,平均残余压应力和临界失稳力降低;沿着焊接方向的钛合金薄板失稳变形程度随板宽的增加而减小,而垂直于焊接方向的失稳变形程度随板宽的增加而增大;当板宽为120mm时,其失稳变形程度呈马鞍形分布,当板宽为320mm时,马鞍形变形分布特征消失;钛合金薄板失稳变形的z向位移试验值与模拟结果的相对误差为8%,证明模拟结果较准确。     

纳秒激光制备超疏水TC4钛合金表面的抗结霜性能

采用纳秒激光对TC4钛合金表面进行刻蚀,然后放入电热干燥箱内烘烤,研究了钛合金表面的浸润特性、微观结构及抗结霜性能。结果表明：在100 W激光功率下纳秒激光刻蚀和烘烤处理后钛合金表面接触角超过160°,而滚动角小于5°,具有非常好的超疏水性能,钛合金表面呈纳米级的凹坑、凸起和规则球状结构;激光刻蚀钛合金表面经烘烤后同时满足了粗糙微观结构与低表面能的条件,表面的浸润特性从超亲水状态转变为超疏水状态;在-15℃下激光刻蚀和烘烤后的超疏水钛合金表面9μL水滴完全结冰所需时间为360 s,比未激光刻蚀钛合金延长了2倍以上,且水滴完全结冰后仍能保持大于130°的接触角;在-15℃恒湿条件下持续冷冻10 min后超疏水钛合金表面只出现了零散的小颗粒霜晶,而未激光刻蚀钛合金表面密集分布着大量小颗粒霜晶。     

双重退火与变形水冷工艺对TC11钛合金组织和性能的影响

研究了双重退火及变形水冷处理工艺对TC 11钛合金组织、性能的影响,指出合适的变形水冷工艺可使合金的室温位伸、500℃拉伸、500℃/100 b热暴露及疲劳极限达到双重退火的水平。并指出在500℃/588 MPa 持久拉伸条件下,由于相界的空洞聚集及晶内局部应变,可使经变形水冷后矫正并时效的合金断裂抗力下降。     

TC4钛合金表面激光原位反应制备TiN涂层及性能研究

TC4钛合金因其具有质量轻、强度高、延展性强等特点,被广泛应用于医学、航空航天等各个领域。近年来,关于钛合金的研究日益深化。为进一步提升钛合金表面硬度,通常采用涂层制备的形式。研究表明使用激光原位反应原理制备的氮化钛涂层具备良好的抗腐蚀性、抗磨损性以及更强的表面硬度。由于钛合金本身硬度不高,在使用过程中极易产生严重的表面磨损,大大缩短钛合金产品的使用寿命,因此,对TC4钛合金进行涂层制备至关重要。良好的涂层性能有助于扩大钛合金材料的适用范围,提升钛合金的综合性能。     

TC2钛合金焊接接头组织与性能的实验研究

分析了TC2钛合金焊接接头的显微组织结构，并综合焊接接头的显微硬度分布规律以及拉伸试验结果，分析了焊接接头不同区域的性能。结果表明，焊缝区为α α’魏氏组织，热影响区为魏氏α α’ 少量β组织；焊缝区的硬度最高，约高于母材50HV，塑性较差；热影响区的硬度较低，塑性较好，其强度是焊接接头部位的最薄弱区。焊接接头的延伸率比母材低88％，屈服强度略低于母材，极限强度与母材相当。     

TC4钛合金大进给铣削参数优化试验

为提高TC4钛合金的铣削加工效率,基于材料去除率和刀具后刀面磨损量,通过大进给铣削加工方式对TC4钛合金进行铣削参数优化试验。通过试验确认,切削速度对刀具耐用度的影响最大,在切削速度50 m/min、进给量0.5 mm/Z、切削宽度15 mm、切削深度1.2 mm时,TC4钛合金大进给铣削的材料去除率达到16 110 mm³/min,且刀具处于正常磨损状态。     

激冷影响TC4钛合金FSW残余应力与变形的规律

以2 mm厚TC4钛合金板材作为研究对象,基于ABAQUS模拟软件对空冷和激冷条件下钛合金搅拌摩擦焊的温度场和失稳变形进行了研究,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明：焊接过程中的温度场均为椭圆形分布,在垂直于焊缝方向残余应力均为双峰型分布。与空冷条件相比,激冷可减小焊接过程中温度峰值与高温分布范围;焊件表面拉应力的降低程度远大于焊件底部拉应力的降低程度。当激冷温度与距离分别是-30 ℃与20 mm时,激冷条件下焊件马鞍形相当于空冷条件下变形量的72.2%。