热锻开坯对高铌TiAl合金微观组织的影响

采用热等静压技术处理了高铌TiAl合金铸锭,对直径为115 mm的高铌TiAl合金铸锭在1150～1300℃进行了热锻开坯.结果表明:热等静压处理后的高铌TiAl合金由大量粗大的α2/γ片层晶粒和少量的γ等轴晶、B2相等组成,晶粒度约为80～150μm;通过变形量为75%的2次锻造成形后锻饼表面和内部质量较为完好,没有出现裂纹和太多的氧化现象;铸态粗大片层组织在变形后基本破碎,晶粒得到明显细化.     

挤压比对TiAl合金铸锭挤压过程的影响

采用有限元模拟方法研究了挤压比对TiAl合金挤压变形的影响。结果表明:TiAl合金在热挤压过程中,挤压载荷和时间的关系与其它合金有所不同,即挤压载荷达到峰值后并未明显地降低,而是在某一数值附近波动。这与合金具有较高的加工硬化率有关。增大挤压比有利于变形向棒材心部深入,挤压比超过7时,锭坯内径向流速分布不均匀,进一步增大挤压比,金属流动的不均匀性也增大。     

新型Co-Ni基高温合金的热变形行为及微观组织演变

利用Gleeble-3800热模拟试验机对新型Co-Ni基高温合金进行热压缩试验,研究其在变形温度为950～1100℃、应变速率为0.01～10 s^-1、真应变为0.693时的热变形行为和微观组织演变。结果表明,合金流动应力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。合金平均晶粒尺寸随变形温度的升高而增加,降低变形温度和提高应变速率可细化动态再结晶晶粒。基于EBSD和TEM分析表明,合金热变形过程中非连续动态再结晶(DDRX)作为主要动态再结晶(DRX)机制,孪晶形核作为辅助形核机制。     

脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理

利用OM和TEM研究了脉冲电流作用下Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的凝固组织,并分析了其微观组织演变及形成机理。结果表明,脉冲电流细化了TiAl合金的一次枝晶臂间距、柱状晶尺寸和片层间距。未加载电流的TiAl合金凝固的初生相为α相,TiAl合金的片层取向与柱状晶生长方向夹角较大,甚至垂直于生长方向。脉冲电流作用导致枝晶发生熔断和破碎,促进了β枝晶相的析出及增多,片层取向与晶体生长方向夹角较小或成45°生长的片层进一步增多。脉冲电流降低了固-液相之间的自由能及原子扩散激活能,减少形核位垒及晶核的形核功,从而在一定程度上促进原子扩散,增大了形核率,细化一次枝晶臂间距及柱状晶;初生相的转变析出及其特殊的位向关系是片层取向变化的主要原因。     

H65黄铜合金连续挤压过程中的组织和性能演变特征

采用金相显微镜、维氏硬度仪和万能实验机对H65黄铜合金连续挤压过程中的组织和性能演变特征进行研究.结果表明:连续挤压过程中合金发生了强烈的剪切变形,产生大量的位错和位错缠结,形成取向差较小的亚晶结构;随着变形程度的加剧,合金的温度升高,促进了动态再结晶的发生,小角度晶界通过吸收位错等方式长大成大角度晶界,使亚晶逐渐转变成细小均匀的等轴晶,有效地提高了材料的综合性能.这种组织的演变在力学实验中得到证明.     

微观组织结构对TiAl合金高温氧化行为的影响

通过分析不同微观组织TiAl合金在850℃下的恒温氧化行为,揭示了不同微观组织TiAl合金的高温氧化机制。研究表明,近γ组织和双态组织TiAl合金表现出优异的高温抗氧化性,850℃恒温氧化100h后,样品表面氧化膜厚度分别为13.78、12.81μm,而全片层组织TiAl合金在同等条件下的氧化膜厚度为19.06μm。经850℃氧化100 h后,不同微观组织TiAl合金表面均形成了不具有保护作用的TiO_2/Al_2O_3混合氧化层。全片层组织TiAl合金高温抗氧化性不足的主要原因是基体中存在过多的原子扩散通道（片层晶界和板条相界）,导致大量的氧进入基体发生氧化反应,而近γ组织和双态组织中原子扩散通道明显减少,且存在大量抗氧化性能优异的γ晶粒,显著降低了氧扩散与氧化速率,从而提高了TiAl合金的高温抗氧化性能。     

铸造TiAl合金微观组织的演变

采用扫描电镜和电子探针分别观察了用水冷铜坩埚磁悬浮、Drop casting法所制备样品及磁悬浮法大铸锭样的微观组织。结果发现：磁悬浮法大铸锭的微观组织存在明显的宏观铸造缺陷,基本没有微观缺陷;其微观组织中有明显的晶界,晶界上有块状的初生β（B）相;其微观组织具有典型的片层状特征。Drop casting法铸锭的组织特征为：显微缩松;晶界不明显;无块状的晶界初生β（B2）相,但存在着白色的网状组织;没有明显的片层状组织。磁悬浮法大锭重熔样的微观组织特征与Drop casting法铸锭的组织特征相似。水冷铜坩埚磁悬浮与Drop casting法这两种铸造方法所得的微观组织不同,其成因跟合金的冷却速率有关,在特定的条件下两者之间可以发生相互转变。在1450℃保温2h后淬冰盐水后,磁悬浮法铸锭微观组织的转变成与Drop casting法微观组织相似的组织。磁悬浮法大锭样在非白耗电弧炉上重熔时,其微观组织与Drop casting锭的组织很相似,关键在于两者的冷却速率更为接近。     

VAR制备TiAl合金铸锭的高温本构模型及挤压过程的数值模拟

采用Gleeble热压缩试验建立了真空自耗法制备φ220 mm TiAl合金铸锭的高温变形本构方程,将该本构方程嵌入Deform-3D软件后对不同工艺条件下TiAl合金铸锭的热挤压过程进行了数值模拟,获得了在不同模具锥角及不同挤压速度下棒材内的等效应变场、温度场,得出70%变形量下TiAl合金最佳的挤压工艺。研究发现,模具锥角对棒材等效应变场、温度场和均匀变形区尺寸均有较大影响;而挤压速度对棒材等效应变场影响不大,但对棒材的温度场有显著影响。     

热变形粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W合金热处理过程的组织演变

对锻造态的粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W(摩尔分数,%)合金进行后续热处理,研究热处理时间和热处理温度对合金组织演变的影响,利用扫描电镜及透射电镜对合金显微组织进行观察。结果表明:在1230~1260℃温度区间热处理可消除锻造态合金的少量β相。在该温度区间进行等时热处理时,随着热处理温度的升高,α晶粒和γ晶粒迅速长大,γ相体积分数急剧减小,且α晶粒趋于等轴化。合金在1260℃进行等温热处理时,热处理时间由0.5 h延长至6 h,α晶粒和γ晶粒迅速长大,γ相体积分数降低,继续延长热处理时间,显微组织没有明显的变化。通过计算可知,1260℃下α晶粒尺寸的极限值约为0.54 Dγ/Vγ(Dγ为γ晶粒尺寸;Vγ为γ晶粒体积分数)。     

新型γ-TiAl基合金在高温变形过程中的组织演变

利用Gleeble-3800型热模拟试验机对经过3次真空自耗熔炼的Ti-44Al-3Ta-0.3(Cr,W)(摩尔分数,%)合金样品进行热模拟等温压缩试验,研究该合金在1 150~1 250℃及0.01~1 s-1应变速率下高温变形后的宏观与微观组织演变。结果表明,在高温变形过程中,变形使合金中的组织由粗大的铸态γ/α2近片层组织演变为细小的近等轴γ/α2组织。变形过程中原始片层组织发生了不同程度的动态再结晶,动态再结晶是引起组织演变的主要原因。该合金的动态再结晶形核主要由位错塞积和孪晶形核控制。最佳高温塑形变形温度为1 200℃,应变速率小于1 s-1。     

Microstructure evolution in a large—grained TiAl alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ[1,2 ] ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙＬｉｎａｎｄｃｏｗｏｒｋｅｒｓｆｏｒｔｈｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｌａｒｇｅ ｇｒａｉｎｅ     

2519铝合金热变形组织演化

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究2519铝合金高温变形组织演化行为。利用光学显微镜（OM）及透射电子显微镜（TEM）分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征。结果表明,2519铝合金在变形温度为300-450℃、应变速率为0．01～1s^-1条件下,仅发生动态回复;而在变形温度为350-450℃,变形速率为10s^-1的条件下变形时,发生动态再结晶,动态再结晶机制为连续动态再结晶和几何动态再结晶。     

热挤压AZ80镁合金管材的组织与力学性能

对AZ80镁合金管材的挤压工艺进行研究,对挤压前后材料的组织与力学性能进行分析。结果表明,经过热挤压后,镁合金的晶粒细化,力学性能有较大提高。晶粒尺寸由挤压前铸态的28μm细化到挤压后的4μm,抗拉强度由162 MPa提高到265 MPa,屈服强度由74 MPa提高到180 MPa,伸长率由4%提高到14%。随着挤压比的增加,晶粒细化明显,伸长率和屈服强度增加。对于挤压AZ80镁合金管材,合理的挤压工艺参数：挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度为360℃,挤压速度为1 mm/s,凹模锥半角为60°-70°。     

TiAl基合金包套锻造工艺

采用热模拟手段 ,研究了高径比为 2的TiAl基合金铸坯的包套锻造工艺。主要分析了包套厚度对变形组织的影响。结果表明 ,在较小的包套厚度时锻坯易发生大的局部剪切 ,造成变形不均匀 ;随着包套厚度增加 ,大的剪切变形消失 ,整个锻坯的变形组织均匀性得到了明显改善。     

6063铝合金双道次热变形微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟试验机对6063铝合金进行双道次热轧试验,分析了合金在变形温度为300~500 ℃,应变速率为0.001~0.1 s^-1,道次间停留时间10~90 s时的流变应力和微观组织。结果表明:随着道次间停留时间增长,第二道次屈服应力减小;温度与道次间停留时间对合金的静态软化率有较大的影响。低温大应变速率短道次间停留时间下试样的强化相较多,其形貌为长条状与圆形;高温低应变速率长道次间停留时间下试样的强化相数量有所减少,其形貌以圆形为主。通过能谱分析可知,试样中的强化相以AlFeSi为主,长条状强化相为6 μm左右,圆形强化相尺寸约2 μm。     

TiAl基合金电子束焊接头组织及转变规律

采用OM,XRD,SEM,TEM及EDS等测试方法分析了Ti-43Al-9V-0.3Y合金电子束焊接头各区域组织特征、相组成及其转变规律.结果表明,接头组织主要由B2相组成,还含有部分α2 γ双相片层组织及粒状γm相,稀土元素Y是以YAl2相形式存在并起到细化晶粒的作用.合金在热处理和电子束焊接时,液态金属在冷却过程中由于冷却速度不同而发生不同的转变:较低冷却速度时形成片层状组织和魏氏组织;冷却速度较快时易形成粒状γm相;冷却速度极快时只发生有序化转变.最终得到性能上存在差异的不同铸造组织.     

Microstructural evolution of a forged TiAl based alloy during heat treatment at subtransus temperature

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＴｉＡｌ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｈａｓｂｅｅｎｋｎｏｗｎｔｏｂｅｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｃａｎｄｉｄａｔｅｓｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[1].Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｓｓｔｒｏｎｇｌｙｄｅｐｅｎｄｏｎｔｈｅｉｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ[2 ].ＴｈｅＴｉＡｌｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｗｉｔｈａｆｕｌｌｙｌａｍｅｌｌａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｄｉｓｐｌａｙ…     

原位自生Ti2AlC增强TiAl合金组织与力学性能影响研究

采用真空电弧熔炼炉制备了原位自生Ti2AlC增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,研究了CNTs含量对TiAl基合金的组织演变和力学性能的影响。结果表明,随着CNTs的增加,合金的凝固路径向高Al方向移动,γ相含量增多,与此同时片层组织逐渐细化,Ti2AlC的长径比逐渐减小。在固溶强化、细晶强化以及Ti2AlC析出相强化的作用下,合金的力学性能得到显著提高。随着CNTs含量的增加,合金的维氏硬度由358.4±19.2 HV提高到了428.5±23.1 HV。合金的室温压缩强度和高温压缩强度均随着CNTs的增加先增加后减小。当CNTs添加量为3.0 at.%时,其室温压缩强度和最大应变分别达到1890.61 MPa和29.09%,分别提升54.95%和28.31%。在800 ℃压缩中,合金的硬化和软化效果受CNTs含量影响,3.0 at.% CNTs的合金表现出最高的压缩强度,相比于未添加CNTs时提升约31.42%,而4.5 at.% CNTs的合金在不影响压缩强度的情况下表现出较好的软化效果。     

TiAl基合金真空钎焊接头组织性能分析

采用Ti37.5-Ni37.5-V25钎料作为中间层对TiAl基合金(Ti-42.5Al-9V-0.3Y)进-真空钎焊,研究在不同钎焊温度下接头组织性能的变化情况;结果表明,真空钎焊后接头的厚度由原来钎料的200μm增加到400 μm,说明接头发生强烈的化学反应,同时随着钎焊温度的增加,接头的界面形态和剪切强度有很大的变化,钎焊温度低于1 220℃时,界面反应不完全,焊缝中心残留未完全融化的钎料,温度高于1 220℃时,界面反应完全,焊接接头由钎缝中心区、致密网状区和不连续析出区三个区域组成;在1 220℃、10 min条件下得到良好的接头,剪切强度达到196 MPa.