锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺（近β锻造、准β锻造、两相区锻造）对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。     

准β锻造工艺对TC21钛合金大型锻件组织及性能的影响

以TC21钛合金特大规格棒材及其制备的大型锻件为研究对象,采用准β锻造工艺锻造TC21钛合金,分析了3种不同锻造方案对锻件微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:TC21钛合金可在相变点以上一定温度采用准β锻造工艺加工,在不同的加热工艺参数下,通过双重退火进行热处理,均可获得较好的冶金组织和力学性能。TC21钛合金在准β锻造过程中,不同的锻造温度和锻造火次均能获得较好的拉伸性能(1100 MPa左右)和断裂韧性(大于90 MPa·m~(1/2))。在准β锻造过程中,较高的锻造温度有利于获得网篮组织,合金的断裂韧性较高,组织内片层α相存在粗化趋势;较低的准β锻造温度有利于细化微观组织,但锻造后组织中会有少量残余等轴α相存在。在锻造变形量相同的情况下,较少锻造火次可以获得更加细小的微观组织,但锻件不同部位的微观组织形态存在差异。     

损伤容限型钛合金新型β锻造工艺

钛合金构件采用高温β锻造工艺代替常规的α+β锻造工艺,由于变形温度高、抗力小、易于成形和成品率高等特点,在国内外生产上受到高度的重视.同时,高温β锻造获得的网篮组织正是大应力、高温和长时间使用条件下的零件(如盘类零件)所希望得到的组织.另外,该类型组织又是高损伤容限长寿命设计所需的高断裂韧度、低疲劳裂纹扩展速率(da/dN)的基本保证.本文作者提出了一种新型的钛合金"准β锻造工艺",通过控制钛合金低倍组织和高倍显微组织参数,从根本上解决了网篮组织塑性偏低的难题,改善了形状复杂飞机结构零件的组织均匀性,使钛合金的使用寿命得到大幅度提高,可进一步降低生产成本,为低成本损伤容限钛合金的应用提供参考.     

钛合金锻造工艺及其锻件的应用

介绍了钛合金的几种锻造方式,包括常规锻造、β锻造、近β锻造和等温锻造,以及各种锻造方式对组织和性能的影响。并对钛合金锻件在各个领域的应用作了综述,对钛合金的锻造工艺作了展望。     

准β锻造和β热处理对TC11组织和断裂韧性的影响

研究了准β锻造和β热处理对TC11钛合金显微组织和断裂韧性的影响。结果表明TC11钛合金经准β锻造及β热处理后断裂韧性相较于魏氏组织明显提升,延伸率提升约50%,断面收缩率提升约20%,KIC提升约20%。由于准β锻造改变了层片状α相的析出形态,形成了取向差异化明显的束集,抵抗裂纹扩展的组织协调性更佳,从而使得断裂韧性更优;而魏氏组织试样主要以晶界和大片次生α相增加裂纹扩展曲折性。     

机械压力机上几种钛合金制件的精密模锻

介绍了在机械压力机上实现精密锻造的模具工装结构特点、精密锻造原理以及TC4钛合金玻璃润滑剂的防护特点;采用α+β锻、β锻2种不同锻造工艺方案成功地实现了TC4钛合金人工髋关节和汽车连杆的精密模锻,并分析了不同锻造工艺对锻件组织和机械性能的影响.     

金相分析技术在钛合金航空模锻件生产中的应用

总结了金相分析技术在钛合金模锻件的锻造、热处理等实际生产中的应用情况,分析了β转变温度对锻造工艺温度、热处理工艺温度的影响规律、钛合金原材料低倍组织以及中间坯高倍组织对锻造工艺(变形量)的影响规律,为制定钛合金工艺技术规范奠定了一定的基础。     

国内钛合金近几年学术研究进展

在钛合金研发受到高度重视的同时，相关钛合金的基础研究国内也较重视，取得了较好的成绩，如发展的近β锻造技术、准β锻造技术、三态组织、阻燃机理、低温变形机理、原子与空位的交互作用等等。本文综述了国内钛合金近几年的学术研究进展。     

TC11钛合金材料β锻造工艺研究

TC11钛合金是航空产品中常用的轻金属材料,现阶段TC11钛合金锻件的使用温度大多在500℃环境下,使用d＋β锻造方法可以很好地保证锻件所要求的性能,但当部分TC11钛合金锻件使用温度在500℃以上要求高温性能时,α＋β锻造方法的局限性将难以保证锻件力学性能满足要求[1].本文通过β锻造试验对TC11锻件质量的影响进行分析,为今后在提高钛合金锻件质量,确定锻造工艺方案提供参考.     

β退火的低温退火温度对TC32合金组织和性能的影响

<正>TC32钛合金是中国航发航材院自主研发的中高强高韧α+β型钛合金,其名义成分为Ti-5Al-3Mo-3Cr-1Zr-0.1S。根据不同的热加工工艺,TC32钛合金可获得不同的组织和性能：采用两相区锻造+双重退火热处理,锻件可获得α+β组织,其综合性能与同组织状态的TA15相当,具有较高的强韧性和强塑性匹配;采用准β锻造+双重退火热处理,锻件可获得网篮组织,     

一种高组织均匀性Ti17钛合金大规格棒材锻造方法

本发明涉及钛合金锻造技术领域,公开了一种高组织均匀性的Ti17钛合金大规格棒材的锻造方法。其锻造工艺路线：第一次高温均匀化处理+开坯锻造→第二次高温均匀化处理+相变点以上锻造→首次α+β相区锻造→相变点以上热处理+锻造→第二次α+β相区锻造→α+β相区拔长锻造→α+β相区成品锻造。     

机械压力机上几种钛合金制件的精密模

介绍了在机械压力机上实现精密锻造的模具工装结构特点、精密锻造原理以及TC4钛合金玻璃润滑剂的防护特点;采用α β锻、β锻2种不同锻造工艺方案成功地实现了TC4钛合金人工髋关节和汽车连杆的精密模锻,并分析了不同锻造工艺对锻件组织和机械性能的影响。     

不同显微组织类型对TC11钛合金饼材力学性能的影响

<正>钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,在减轻飞机重量、提高飞机推重比、增加飞行距离和减少燃料费用等方面具有十分重要的意义。随着我国航空航天事业的迅速发展,对飞行器结构材料的要求集中在轻质、高强、高韧上。TC11钛合金锻件的组织和力学性能主要由锻造变形决定,热处理的作用不像钢材那么大,因此,为获得高质量锻件,锻造工艺选择尤为重要,钛合金材料的锻造工艺有α+β相区锻造、β锻造等。     

锻造工艺对TA5钛合金组织和性能的影响

着重研究了TA5钛合金锻造工艺对组织与性能的影响。采用二次真空熔炼熔铸的α/α＋β转变温度为990-1000℃的TA5钛合金,在β相区开坯,经多火次中间锻造后,对其最后一火次的锻造,改变锻造温度和变形量共8种工艺方案进行实验,考察锻造温度和变形率对组织和性能的影响。结果表明：①最后一火次在970℃（α相区）锻造变形,得到的组织为等轴α组织,在1020℃（β相区）变形得到的组织以粗大的片状α组织为主;②锻造变形率对TA5钛合金的拉伸性能影响不明显;③锻造温度对冲击韧性aK影响较大,成品锻造在β相区变形的aK值均高于α相区的水平。     

钛合金弹翼接头等温锻造工艺研究

针对钛合金弹翼接头加工中的问题,借鉴以往钛合金等温锻造工艺,提出了钛合金TC4弹翼接头等温锻造的新工艺,探讨了钛合金弹翼接头等温锻造的工艺参数、模具结构、锻坯形状尺寸及润滑剂的选择,并讨论了其模具材料及加热方式的选择.     

镦粗变形工艺对TC18组织和性能的影响

研究了不同镦粗变形工艺对TC18钛合金棒材的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,TC18钛合金棒材首先在β单相区加热并施加大变形量锻造,而后在(α+β)两相区加热并以适当变形量锻造,可获得强度、塑性和韧性等综合性能的良好匹配。     

锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响

针对TC31钛合金高筋薄腹板锻件,在α+β相区进行不同温度下的锻造试验,获得了不同锻造温度下的TC31钛合金强度和显微组织形貌,结果表明:TC31钛合金在Tβ-50℃到Tβ-20℃温度区加热锻造得到的显微组织均为α+β双态组织,拉伸性能满足技术条件要求,其中在Tβ-35℃拉伸性能最优.     

加工工艺对TC4-DT合金组织和性能的影响

研究不同锻造工艺(三火次镦拔、五火次镦拔、五火次镦拔+中间β均匀化处理)对TC4-DT钛合金显微组织和力学性能的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和力学性能的关系.结果表明,与常规锻造和常规均匀锻造相比,采用常规均匀锻造+β均匀化处理(C工艺)的组织在普通退火后具有与力学性能的最佳匹配,并且在后续的变形过程中,随着变形量增大,C工艺由于畸变能以及再结晶的作用产生了许多细小的等轴组织,因此采用C工艺具有细化晶粒的作用,对提高合金的整体性能有益.     

TC21钛合金动态力学性能和抗弹性能的研究

采用分离式霍普金森压杆和终点弹道实验装置,研究了α+β区和β区锻造的TC21钛合金的动态力学性能和抗弹性能。结果表明:在动态压缩试验条件下,α+β区锻造的TC21钛合金较之β区锻造的TC21钛合金具有更高的动态强度,而β区锻造的TC21钛合金的临界断裂应变更大,具有更好的动态塑性变形能力;在12.7 mm穿甲弹侵彻条件下,无论是α+β区还是β区锻造的TC21钛合金靶板的抗弹性能均与TC4钛合金靶板的抗弹性能相近,这可能是由于TC21钛合金和TC4钛合金靶板都易于发生绝热剪切破坏所导致。α+β区锻造的双态组织靶板的损伤模式为塑性扩孔导致的背部崩落破坏模式,β区锻造的片层组织靶板的损伤模式为脆性破碎模式;2种组织靶板的失效破坏均为绝热剪切带和其诱发的裂纹所导致。     

TA19钛合金大规格棒材的组织和性能研究

通过选择合理的锻造工艺对规格为准200 mm/准250 mm×长度≥2000 mm的TA19钛合金大规格棒材进行了研究,并分析测试了棒材的组织和性能。结果表明:通过β相区和近β相区多火次反复的镦拔,提高了TA19棒材组织均匀性,细化了晶粒;在α+β相区采用较高温度(低于β相变点30℃)锻造成形,获得了初生α比例(20%~25%)较佳的双态组织,得到了综合性能良好的大规格棒材。TA19两种规格的成品棒材室温和高温抗拉强度分别为1050、700MPa,屈服强度分别为950、560 MPa,均高出标准约15%,且伸长率、高温持久和高温蠕变性能均满足协议标准要求。