Influence of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of TA 15 titanium alloy

The influence of deformation parameters including deformation temperature, degree and speed on the microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy was studied. The volume fraction, size and aspect ratio of primary a phase in deformed TAI 5 titanium alloy were quantitatively characterized. With increasing deformation temperature, the volume fraction and size of primary α phase decrease. The aspect ratio of primary a phase decreases with increasing deformation temperature. The tensile strength of TA15 alloy deformed at 0.1 mm/s is higher than that at 0.3 mm/s. After therlnoforming at 960℃, 0.1 mrn/s, the tensile strength is the highest up to 1 035 MPa and the elongation is 13.5%. When the thermoforming temperature is 1 050℃, the strength and elongation are both relative low, because the microstructure is Widmanstaten structure.     

显微组织对TA11钛合金棒材力学性能的影响

通过对TA11钛合金不同组织状态的棒材进行组织、性能检测分析,研究了初生α相含量和尺寸对TA11钛合金室温拉伸性能、热稳定性能、蠕变性能的影响。研究结果表明,初生α相含量对TA11钛合金的拉伸性能影响较小,但对合金的抗蠕变性能影响明显:初生α相含量在50%~90%范围内时,合金的室温拉伸性能、热稳定性能随初生α相含量的增加变化不明显,抗蠕变性能随初生α相含量的增加而提高;初生α相尺寸对TA11钛合金的拉伸性能、蠕变性能具有一定的影响,随着组织粗大程度的增加,拉伸强度降低,抗蠕变性能提高。     

热成形TA32钛合金薄壁件的形状控制与性能优化

为了优化TA32钛合金薄壁件的热成形工艺,对其热流动行为、显微组织演变和断口形貌进行研究.根据实验数据建立一套基于合金显微组织的本构方程,描述高温流动应力与相体积分数、位错密度、晶粒尺寸和损伤演化之间的关系.将本构模型嵌入ABAQUS 6.14中模拟典型薄壁件的热成形过程,预测不同工艺参数下成形件的等效应变、位错密度、...     

热处理对TA19钛合金组织和力学性能的影响

通过改变固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度,研究了热处理制度对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,使得伸长率和断面收缩率减小;而升高固溶温度使得β相中析出的细小次生α相增多,从而使室温抗拉强度增大。固溶处理后采用水冷时,由于从β相中析出大量细小弥散的次生α相,室温抗拉强度较大,但伸长率和断面收缩率较小。时效温度对微观组织和力学性能影响较小。     

Flow behavior and microstructure evolution during hot compression of TA 15 titanium alloy

The samples of TAI 5 titanium alloy were hot compressed in the temperature range of 550-1 000 β at constant strain rate from 0.01 s^-1 to 1.0 s^-1. The flow behavior and microstructural evolution during hot deformation of TA 15 alloy were investigated, based on which the hot working parameters of TA15 alloy were selected. The results show that with the increase of deformation temperature and decrease of stain rate, the flow stress decreases gradually, but the magnitude of stress drop varies with the increase of temperature in different temperature intervals. According to the flow stress and deformation microstructure, the deformation behavior can be classified into three types as working hardening（550-600 β, α＋β phase）, dynamic recrystallization （650-900 ℃, α＋β phase） and dynamic recovery（950-1 000 ℃, β phase）. The main softening mechanism is dynamic recrystallization（DRX） of a phase in α＋β phase zone and dynamic recovery（DRV） of β phase in β phase zone. As the stain rate decreases dynamic recrystallization of a phase proceeds more adequately in α＋β zone and the β subgrains of dynamic recovery have the tendency to grow infl zone. The reasonable temperature for warm forming of TA15 alloy is in the range of 600-700 , which has been verified by warm spinning experiment of tube workpieces.：     

TA32钛合金超塑性变形行为及本构模型研究

通过单向拉伸实验研究了TA32钛合金在温度880~940 ℃、初始应变速率5×10-4~1×10-2 s-1条件下的超塑性变形行为和微观组织演变,构建了修正Johnson-Cook本构模型和BP神经网络本构模型。结果表明,TA32钛合金的流动应力与断后伸长率对温度和应变速率敏感,应变速率敏感性指数随应变量增加而减小,随温度升高而增大。温度升高和变形程度增大促进了α→β相转变和两相晶粒长大,应变速率降低使得两相晶粒有所长大。β相晶粒形貌随变形条件改变有显著变化,α相晶粒则保持等轴状。TA32钛合金的超塑性断裂模式为孔洞生长扩展导致的微孔聚集性断裂。相较于修正Johnson-Cook本构模型,BP神经网络本构模型在大范围变形条件下的预测精度更高。     

TA15钛合金的形变热处理

研究了形变热处理对TA15钛合金组织与力学性能的影响。在α＋β两相进行形变热处理使组织中的条状初生α相碎化。对水冷的试样进行930℃／1h／空冷＋915℃／1h／空冷＋530℃／6h／空冷的处理，抗拉强度明显提高，组织中的条状初生α相发生球化。在β相进行形变热处理使强度略有降低，魏氏组织中的α层片增厚。     

多次加热成形对TA15钛合金复杂锻件组织性能的影响

研究了TA15钛合金复杂锻件多次加热成形时,小变形/无变形区的组织性能变化。结果表明,同一温度下,随加热次数增加,试验件强度塑性略有下降,加热次数对拉伸性能的影响不明显;加热温度对试验件性能影响明显,温度增高,强度降低。多次加热时,变形量大的试验件强度低于变形量小的试验件。为保证大型复杂锻件组织性能均匀性,多次锻造加热温度不宜高。     

热变形温度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了热变形温度从(tβ-25℃)～(tβ 20℃)变化时,对TC18钛合金模锻件显微组织和拉伸、冲击、断裂韧度等主要力学性能的影响.结果表明:合金强度随变形温度升高变化不大,均在1 200 MPa左右;而塑性、冲击韧性以及断裂韧度等性能指标对热变形温度变化反应敏感;两相区变形时获得双态组织,合金的塑性和冲击韧性较高,ψ≥40%,aKU≥40 J/cm2;但断裂韧度偏低,KIc＜50 MPa·m1/2.β区变形时获得片状组织,合金具有较高的断裂韧度,KIc＞50 MPa·m1/2;但塑性和冲击韧性较低,ψ≥20%,aKU≥25 J/cm2.在相变点附近变形时容易导致合金组织和性能出现不均匀性.     

TA15钛合金强热旋微观组织演变(英文)

研究TA15钛合金热强旋过程中的微观组织演变,探讨壁厚减薄率对TA15钛合金微观组织演变的影响。变形过程中,滑移变形是主要的变形机制,孪晶起到协调变形的作用。微观结构逐渐转变为细小的纤维组织,并且初生α晶粒的长径比随着壁厚的减薄而增加,再结晶分数和显微硬度也随着减薄率的增加而增加。     

热拉伸变形对AZ21B镁合金板材力学性能与组织的影响

沿着与板材轧制方向成不同角度的方向截取试样,研究不同拉伸温度下AZ21B镁合金板材的力学性能和组织。结果表明:与轧制方向成相同角度的AZ21B镁合金板材试样,其综合力学性能因温度的变化而不同,其抗拉强度随温度的升高而下降,伸长率随温度的升高而增大;同时由于轧制会使镁合金板材产生很强板织构,造成板材的力学性能各向异性,当温度在室温(25℃)、150℃、200℃、250℃时,与板材轧制方向成0°试样的抗拉强度最大,当温度在300℃、350℃时,与板材轧制方向成90°试样的抗拉强度最大;在室温至250℃拉伸变形时,出现少量的孪晶,而在250℃以上拉伸变形时发生完全动态回复和再结晶。室温下拉伸试样的断口表现为明显韧脆性断裂。     

Effect of spinning deformation on microstructure evolution and mechanical property of TA 15 titanium alloy

Hot spinning of tubular workpiece of TAI5 alloy was conducted on a CNC spinning machine, and the microstructure evolution during hot spinning and annealing was observed and mechanical properties of spun tubes were tested. The results show that with the increase of spinning pass, the fiber microstructure comes into being gradually in axial direction and the circumferential microstructure also stretches obviously along circumferential direction. At the same time, the tensile strength increases and elongation decreases not only in axial direction but also in circumferential direction. When the reduction ratio of wall thickness rises close to or over 40%, tensile strength increases and elongation decreases more rapidly, which means that tubular workpiece of titanium alloy can be strengthened bi-directionally by power spinning. The ductility of spun workpiece of TAI5 alloy could be improved by annealing at the temperature no higher than recrystallization temperature with slight decrease of tensile strength.     

冷轧TA5钛合金退火过程的再结晶行为及织构演变

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对冷轧及退火态TA5钛合金板材的晶粒尺寸、再结晶及织构进行了表征,并讨论了变形不均匀对再结晶行为及织构演变的影响。结果表明:<0002>//TD取向晶粒比<0002>//ND取向晶粒更容易发生变形,结合hcp结构滑移系统的有限性,共同决定了TA5合金板材冷轧变形具有不均匀性的特点。退火早期再结晶在局部应变大的区域快速形核,且变形量越大,形核数量也越多,再结晶后样品的晶粒尺寸也越小。局部应变大的区域在退火早期以“定向形核”机制快速发生再结晶形核并长大,包括少量剩余的严重变形<0002>//TD取向晶粒;同时,其余应变较低的组织在再结晶形核全过程以“应变诱发晶界迁动形核”机制缓慢形核,这两种机制共同作用导致退火后板材的织构弱化,但仍以冷轧态的基面织构为主。硬度变化曲线可以很好的反映再结晶程度;但受织构影响,不同测试面的硬度值存在显著差异,加载轴与晶体c轴之间的夹角越大,硬度值越小。     

退火温度对TA6合金板材组织和性能的影响

在不同温度下对TA6合金冷轧态板材保温60 min后空冷退火处理,研究退火温度对TA6合金板材组织和性能的影响。结果表明,冷轧后的TA6合金板材,在650℃以下退火时,其组织和性能变化很小;在700℃退火时开始发生再结晶,组织和性能出现明显变化;在720~800℃之间退火时,板材的力学性能已趋于稳定。TA6合金板材合理的退火工艺为(750~800)℃×60 min后空冷。     

热氢处理对TA15钛合金组织及性能的影响

采用真空气相热氢处理炉得到不同氢含量的TA15钛合金试样,利用扫描电镜、夏比冲击设备以及带传感器的机床等对不同氢含量的钛合金试样进行切削力获取及组织形貌观察,研究热氢处理过程中不同氢含量TA15钛合金试样的组织结构演变和力学性能规律.结果表明,TA15钛合金试样热氢处理后会出现不同程度的组织细化;热氢处理后的TA15钛...     

锻后热处理温度对TA10钛合金显微组织及性能的影响

通过拉伸试验,对经过β相区两镦两拔锻造的TA10钛合金棒材不同温度（600~750 ℃）退火后的力学性能和显微组织进行研究。结果表明：随着退火温度的升高,TA10钛合金的屈服强度和抗拉强度下降,伸长率和断面收缩率升高;显微组织由网篮组织逐渐破碎,相同取向的片状α组织随温度升高偏聚在一起,形成长而平直的集束,为魏氏组织;热处理温度为700 ℃时棒材的屈服强度为607 MPa,抗拉强度为687 MPa,伸长率为22%,强度和塑性达到较好的匹配。     

退火温度对TA31钛合金大口径无缝管组织与性能的影响

利用真空自耗电弧炉+电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)钛合金圆锭,通过铸坯直接斜轧穿孔制备出ø178 mm×12 mm大口径无缝管,研究了不同退火温度(800、850、900、950 ℃)对TA31钛合金组织演变和力学性能的影响。结果表明:轧制态无缝管为变形的魏氏组织,主要由片层状α相集束和原始β相晶界组成;退火处理后,片层状初生α相减少,原始β相晶界消失,组织逐渐均匀化,但当退火温度超过900 ℃后,α相集束粗化并转变为网篮组织;随退火温度的升高,抗拉强度与屈服强度先略微降低后缓慢增大,而伸长率呈先增大后减小趋势,断口形貌由韧性+准解理混合型断裂逐渐变为韧性断裂再转变为韧性+准解理混合型断裂。综合分析认为,短流程制备的TA31钛合金大口径无缝管适宜退火温度为900 ℃左右,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率平均值分别为873 MPa、785 MPa和12.8%。     

工艺参数组合对TA7钛合金拉伸性能的影响

通过对TA7钛合金拟水平正交实验和对室温拉伸性能检测结果的方差分析,获得了具有较好性能匹配的变形工艺参数组合:即坯料加热温度1040℃,应变速率0.05s-1,变形量50％.金相观察及断口形貌的研究表明,TA7钛合金在高于相变点温度始锻易获得尺寸稍大的初生α和尺寸小的再结晶α混合的双套组织,这种组织在拉伸过程中α颗粒易在原子密排面被拉脱.     

变形参数对TA32合金的超塑性变形行为及微观组织演化的影响

针对我国自主研制的TA32高温钛合金,开展了在变形温度为895-935℃和应变速率为8.3×10_-4-1.32×10-2 s_-1条件下的高温拉伸变形试验研究,利用电子背散射技术(EBSD)表征了不同变形条件下的晶粒形貌、晶粒取向和分布规律。结果表明：TA32合金具有良好的超塑性变形能力,最大断裂延伸率能达到1141.8%。在高温和低应变速率条件下,晶粒的长大容易造成在变形后期真实应力出现上升现象。真实应力和断裂延伸率对变形温度、变形程度和应变速率均是敏感的,动态再结晶容易在高温或低应变速率条件下发生。动态再结晶程度随着变形温度的升高、应变速率的降低和变形程度的增大而增大,变形后的织构接近随机取向织构,原始晶粒得到等轴化,提高了晶粒尺寸的均匀性。在变形过程中,不连续动态再接晶是主要的动态再结晶机制,随着变形温度的升高、应变速率的降低和变形程度的增大,不连续动态再结晶的作用在增强,连续动态再结晶的作用则是在减弱。