钛合金β相向ω相转变产生的漫散射条纹特征

利用透射电子显微镜研究了钛合金β相的选区电子衍射花样中漫散射条纹特征。花样中的漫散射条纹互相交叉形成网格,对于大多晶带轴,几段条纹互相平行,但不在一条直线上。漫散射条纹位于{112}β面上,在晶带轴为[uvw]β时,条纹方向为[uvw]β×{112}β。解释了漫散射条纹不在一条直线上的原因。漫散射条纹的出现与{112}β面上的声子模软化有关。     

近β马氏体钛合金中的β→ω相变

近β马氏体钛合金的典型热处理制度为固溶时效,该类钛合金在水冷条件下会发生β→ω相变,该相变属于无扩散型相变,相变的形核源于母相(111)晶面的弹性位移重组,而后续时效过程是扩散型相变,其中强化相α相的析出与ω相的体积分数和形貌密切相关。综述了β→ω相变的相变机理和几种典型近β马氏体钛合金中的β→ω相变特点,总结了水冷态近β马氏体钛合金的电子衍射花样的规律。     

β21S超高强钛合金性能试验研究

β21S(名义成分Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)钛合金是Timet公司针对美国航空航天飞机计划NASP对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定β型钛合金,该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能,可用于制作有温度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等,已经用于制造波音777飞机发动机舱导风罩等部件。β21S合金作为一种典型的亚稳定的β型钛合金,通过适当的工艺热处理后,可获得1 300 MPa以上超高抗拉强度及不小于6%的延伸率,为了全面了解并掌握高强热处理工艺处理后的β21S钛合金性能,我们对β21S钛合金进行了全面性能试验研究。     

铸造Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金热处理析出相转变及其对力学性能的影响

目的 为满足高速列车关键部件的轻量化需求,开发高性能铸造铝合金。方法 熔炼铸造了低锌、低镁且含微量钪的Al-5.78Zn-1.63Mg-1.75Cu-0.17Zr-0.22Sc(质量分数)合金,对合金实施了双级均匀化处理及“固溶+时效”(T6)工艺,结合光镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及透射电镜(TEM)多种分析测试手段,对比研究合金在铸态、均匀化态及T6处理态下的微观组织特征,重点关注了析出相的演变,并通过室温拉伸性能实验测试合金的力学性能。结果 铸态合金中的析出相以粗大的Mg(Zn,Cu,Al)₂相为主,且分布于晶界或枝晶界,在室温拉伸过程中粗大的Mg(Zn,Cu,Al)₂相割裂基体,造成合金在弹性变形阶段的脆断,基本无伸长率;双级均匀化处理后,晶界及枝晶间的第二相明显减少,晶内析出了大量的针状相Mg(Zn,Cu,Al)₂,而T6处理后,晶内针状相基本消失,时效过程中析出以η’-MgZn₂相为主的高密度弥散分布纳米析出相,其平均尺寸为(9.2±0.9)n...     

GB/T 23605-2020《钛合金β转变温度测定方法》标准解析

简要介绍了国内外钛合金β转变温度的测试标准,并对其内容进行了对比分析。阐述了已作废标准GB/T 23605-2009存在的问题,详细说明了GB/T 23605-2020的特点和主要内容,供材料检测者和科研工作者参考。     

α-β两相钛合金棒材常见偏析缺陷分析

对α-β两相钛合金棒材中发现的偏析缺陷进行了分析,并提出了减少或消除偏析缺陷的解决措施。结果表明:α-β两相钛合金棒材中的偏析缺陷一般以亮斑形式存在;偏析可分为间隙元素偏析和主合金化学成分偏析两大类,主合金化学成分偏析又可以分为合金元素贫化、α相稳定元素(主要是铝)富化和β相稳定元素富化3种;棒材中偏析缺陷的产生一般与合金熔炼有关,为了减少或消除偏析,应加强配料过程中间合金选择、电极制备(混布料)、合金熔炼等工艺的控制,并注重各工序间的质量检验。     

热处理对近β型钛合金显微组织及力学性能的影响

研究了固溶时效处理对近β型钛合金显微组织和力学性能的影响。采用均匀设计法进行了试验设计,用二次回归法得到了热处理工艺参数与该合金强度和韧性的定性关系。金相分析结果表明,该合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成。另外经断口分析发现,其断口特征是脆性和韧性的混合断口。     

亚稳β钛合金热处理显微组织演变和元素再分配行为

研究了在不同固溶及时效热处理条件下Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe亚稳β钛合金的显微组织演变和元素的再分配行为。在β单相区固溶保温后炉冷至(α+β)两相区的两阶段固溶处理,合金中生成了连续粗大的α晶界(α_GB)和少量的晶内初生α相(α_p);进一步进行低温/高温两阶段的时效热处理,在低温时效过程中初步形成的ω相对在高温终时效过程中生成的次生α(α_s)片层尺寸有显著的影响。用电子探针显微分析表征热处理过程中α相和β相之间的元素再分配行为并讨论了对上述显微组织演变的影响。结果表明,在固溶热处理过程中α_GB和α_p附近的元素再分配使α相附近局部β稳定元素的含量较高,提高了该区域β基体的稳定性,在低温时效过程中出现了无ω相析出的区域。在高温终时效过程中,在ω相辅助形核的作用下晶内析出的α_s片层尺寸较小,而在α_GB附近约2μm范围内,因没有ω相的辅助生成的α_s片层尺寸较大。     

β钛合金的强化机理

β钛合金是超高强钛合金的理想选择,其强化取决于该合金具有的晶粒和亚晶粒尺寸以及第二相的性质、体积比、分布特征等微观组织结构因素.其具体的强化机制包括位错强化、固溶强化、细晶强化及第二相强化,综述了这4种强化机制及其相互之间的影响.     

热氢化处理对等轴晶α+β相钛合金组织与性能的影响

长期以来,氢在钛合金行为研究中常被看作有害元素,然而在一定条件下氢对钛合金有积极作用,但相关定量研究较少。以氢作为暂时性合金元素对Ti6Al4V合金进行热氢化处理制备了不同氢含量的氢化试样。采用扫描电镜、X射线衍射仪、硬度测试等研究了氢含量对于Ti6Al4V钛合金组织及性能的影响。结果表明:对于氢含量低于0.7%的氢化试样,α晶内均发现片状细化晶粒,随着氢含量的增加,组织晶粒细化越明显,α相含量逐渐减少,β相逐渐增多;由于晶粒组织的改善,其硬度也得到提高,当氢含量为0.6%时,硬度达到最高值383 HV;但当氢含量超过0.7%时,由于氢化物的析出产生较大内应力,导致氢脆,降低了钛合金的力学性能。     

变形量对TC18钛合金力学性能的影响

采用一种专门用于钛合金锻造工艺参数定量研究的专利技术研究了β区变形量(从10%到65%)对TC18钛合金关键力学性能、显微组织的影响。研究结果表明:β区变形时,变形量对合金抗拉强度影响不大,σb在1150MPa左右;但对合金伸长率、断面收缩率和断裂韧度均有显著影响。变形量每增加10%,伸长率可提高0.7%左右;断面收缩率提高4%左右;断裂韧度下降3MPa·m1/2左右。为获得TC18钛合金强度-塑性-韧性的最佳匹配,应将β区变形量控制在35%左右。     

钛合金的特性及未来发展趋势

本文通过总结钛合金的分类及特征,分析了未来钛合金研究的发展趋势。     

亚稳β钛合金的设计方法及室温变形机制的研究进展

本文介绍了当前亚稳β钛合金中的一些设计方法,包括合金元素法、[Mo]当量、d电子合金设计和e/a电子浓度等,概述了当前亚稳β钛合金中变形机制的一些研究进展,如滑移、机械孪晶和应力诱发相变,并对其变形机制之间的相互联系以及变形机制和合金力学性能之间的关系进行总结,最后讨论了不同因素对变形机制的影响,包括β相稳定性、变形过程、晶粒取向与尺寸以及第二相等.     

生物医用超弹性β型钛合金研究现状

新型口钛合金具有良好的耐磨性和力学性能、高抗腐蚀性以及优良的生物相容性,因而在生物医学领域得到了越来越广泛的应用.综述了钛合金的发展阶段及新型超弹性β钛舍金的研究发展状况和最新进展,探讨了几种热处理工艺对钛合金超弹性的影响,介绍了几种钛合金表面改性方法,结合我国研究现状提出了新型超弹性β钛合金存在的问题,展望了其研究发展方向.     

生物医用超弹性β型钛合金研究现状

新型β钛合金具有良好的耐磨性和力学性能、高抗腐蚀性以及优良的生物相容性,因而在生物医学领域得到了越来越广泛的应用.综述了钛合金的发展阶段及新型超弹性β钛合金的研究发展状况和最新进展,探讨了几种热处理工艺对钛合金超弹性的影响,介绍了几种钛合金表面改性方法,结合我国研究现状提出了新型超弹性β钛合金存在的问题,展望了其研究发展方向.     

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理EI北大核心CSCD

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。     

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1 000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。     

U型镍钛合金丝热定型及力学性能分析

采用不同的加热条件对镍钛合金丝进行定型,研究镍钛合金丝的力学性能及内部组织结构,确定了镍钛合金丝的最优热定型工艺参数。使用拉伸所用强力仪对镍钛丝进行拉伸性能测试,使用光学金相显微镜对镍钛丝进行金相组织观察。结果表明,热定型温度越高,加热时间越长,镍钛丝热定型效果越好,镍钛丝尺寸越接近定型模具尺寸;镍钛丝上下平台应力随加热时间的增加变小,其中,加工条件为550℃、20 min的上下平台应力最小,残余应变在加热时间多于10 min时显著增加;随着温度和加热时间的增加,镍钛丝内部奥氏体组织分布越来越均匀,奥氏体晶界越来越明显,其组织晶粒平均尺寸也越来越大。     

变形量对TC25钛合金饼坯组织和力学性能的影响

将Ф240 mm TC25钛合金坯料在T_β+25℃温度下保温一段时间后锻制成饼坯,研究20%、40%和60%三种典型变形量对饼坯的组织和拉伸力学性能的影响。结果表明,三种变形量的饼坯显微组织均由多个平直的束状α相互相交错形成网篮组织;随着变形量的增加,平直的束状α相减少,α相方向性减弱,长条α相尺寸减小;同时,随着变形量的增加,拉伸强度增强。