Ti-1300F高强钛合金丝材热处理工艺优化

采用正交试验方法,研究了固溶温度、时效温度和时效时间对φ6.5 mm Ti-1300 F合金丝材室温拉伸性能和显微组织的影响.结果表明:经α+β两相区固溶+时效处理后,合金的显微组织由细小等轴初生α相、弥散针状次生α相和β基体组成.时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最小.根据试验结果对...     

热处理对Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金组织和拉伸性能影响

利用光学显微技术(OM)和扫描电子显微技术(SEM)研究了Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金在两相区和单相区固溶时效工艺下固溶温度、时效温度和时间对合金显微组织、拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明:该合金经过固溶时效处理后的显微组织主要由α相和β相组成。随固溶温度升高,初生α相(α_p)体积分数减小,次生α相(α_s)含量增加;在相同的固溶条件下,随着时效温度和时间延长,α_s相尺寸增大,晶界α相变宽。单相区固溶时效处理后,α_s相以一定的取向关系沿着晶界弥散析出。与两相区固溶时效相比,单相区固溶时效后析出的α_s相弥散度较高、尺寸较小,强化效果更明显。α_p和α_s相会影响合金性能,随固溶温度降低、时效温度和时间增加,合金强化效应减弱,但塑性提高。通过观察拉伸断口形貌发现:合金在两相区固溶时效后以韧性断裂为主,在单相区固溶时效后以延性沿晶断裂方式为主。     

热处理对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了不同热处理制度对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:经(α+β)两相区固溶处理后,合金主要由初生α相和β相组成;初生α相尺寸短小,以颗粒状形式出现在晶粒内部和晶界附近。在实验参数范围内,升高固溶温度导致初生α相的体积分数降低,β相的体积分数增加。经β单相区固溶处理后,合金主要由单一β相组成;随着固溶温度升高,β相晶粒逐渐长大,晶粒尺寸约为25μm。经(α+β)两相区固溶+时效处理后,在β相基体上析出针状α相,尺寸细小,呈交叉排列。经β单相区固溶+时效处理后,在β相晶界附近和晶粒内部析出尺寸大小不一的细针状α相;晶界附近析出的α相具有一定的取向,晶粒内部析出的α相横纵交错,大小不均匀。经固溶处理后,合金获得中等水平的强度和较好的塑性;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,塑性和弹性模量逐渐增加。经(α+β)两相区固溶处理后,合金的抗拉强度与屈服强度之差(Rm-Rp0.2)较β单相区固溶处理后的大。经(α+β)两相区固溶+时效处理后的合金强度增量高于β单相区固溶+时效处理后的合金强度增量。在相同时效条件下,随着固溶温度升高,合金的强度和模量逐渐减小,延伸率基本保持不变。经780℃/30min固溶空冷+480℃/6h时效空冷处理后合金的弹性模量达最小值(E=64GPa),最接近于人体自然骨骼等硬组织的弹性模量。     

固溶时效对TC4合金组织与机械性能的影响

研究了固溶时效对TC4合金的显微组织、室温力学性能、硬度、冲击韧性的影响。结果表明,经过α＋β区固溶处理＋530~760℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为球状或条状初生α和转变β基体,随时效温度的提高,室温强度和硬度降低,塑性和冲击韧性无明显变化;β区固溶处理＋530℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为魏氏组织和马氏体。     

时效对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金组织与拉伸性能的影响

研究了时效对一种新型Ti-6Cr-5Mo-5V-4A1合金组织与拉伸性能的影响.研究发现:Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金在α/β固溶+时效处理后的典型组织为:β晶粒破碎,β晶界处有连续和不连续的项链状初生α相,晶内有不连续的球状初生α相及时效过程析出纵横交错的细小次生α相β固溶+时效处理后的典型组织为:等轴β晶...     

β单相区固溶温度对Ti-55531合金组织及性能的影响

研究了β单相区不同的固溶温度对Ti-55531合金片层组织参数及力学性能的影响规律。结果表明,经不同温度固溶处理,再经相同的时效处理后,合金的β晶粒尺寸随固溶温度的改变而改变,进而影响时效析出α片的含量及尺寸,最终导致合金力学性能的差异。当固溶温度在830～900℃之间时,随着固溶温度的升高,原始β晶粒尺寸增大,后续时效析出的α片长、宽及长宽比均先增大后减小,合金强度直线下降,塑性先降低后增加。固溶温度为860℃时,合金对应的强度塑性匹配最好。合金的断裂失效机制为以微孔聚集为主,沿晶开裂和穿晶断裂并存的混合断裂机制。     

β钛合金的强韧化机制分析

β钛合金的合金成分、热处理工艺和显微组织决定了合金的强韧性.β钛合金的β稳定元素和中型元素Zr可以提高合金的强度,降低断裂韧性.细小的β晶粒不能有效提高时效态β钛合金的强度,可以降低Ti-15-3合金的断裂韧性,对β-C和Ti-1023合金的断裂韧性无明显影响.时效态β钛合金的强度主要取决于时效析出的次生α相的含量和尺寸,在含有同样初生α相的情况下,细小的次生α相可以显著提高合金的强度.初生α相的粗化以及初生相从球状转变为片状会导致β钛合金塑性降低,断裂韧性提高.β钛合金的双态组织具有良好的强度、塑性和韧性的匹配.     

固溶处理对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对一种新型Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金组织与室温拉伸性能的影响.研究发现:Ti-6Cr-5 Mo-5V-4Al合金在β/β固溶处理后的典型组织为:变形拉长的β晶粒,晶粒破碎,原始β晶界处有项链状初生α相析出,经时效后,晶内则析出纵横交错的细小次生α相.β固溶处理后的典型组织为:等轴β晶粒,经时效后晶界处沿着一定取向析出次生α相薄片层,晶内弥散分布着平行交错的细小次生α相.随着固溶温度的升高,β晶粒尺寸逐渐增大,初生α相的含量逐渐减少,相转变温度以上固溶处理后初生α相完全消失.α/β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较小,大小均匀,长度在500nm左右;而β固溶+时效后显微组织中次生α相尺寸较大,且大小不均,长度在200～1500 nm左右.该合金经固溶处理后具有中等强度水平和良好的塑性,且在实验温度范围内,固溶温度越高,合金强度越低,塑性越好;经时效后,α/β固溶处理的时效强化效应明显强于β固溶处理后,强度差值达360 MPa,主要是因为α/β固溶处理后初生α相的析出,导致残余β相更加稳定,时效时次生α相的驱动力小,以及残余大量的位错等缺陷为α相提供了较多的形核位置,因此次生α相尺寸细小且分布均匀弥散.     

固溶时效对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb合金组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、时效温度、时效时间对Ti-6Cr-5V-5Mo-4Al-1Nb(Ti-65541)合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在β相变点以上固溶并时效后,合金中析出细小的次生α相,初生α相完全消失;在较低温度固溶并时效后,次生α相和初生α相同时存在。时效温度对合金强度和塑性的影响最为显著,固溶温度次之,时效时间的影响最弱。随着时效温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,塑性提高。随着固溶温度的提高,合金的强度提高,塑性降低。随着时效时间的延长,合金强度和塑性总体呈降低趋势。在740～760℃范围内固溶处理,在540～580℃范围内时效且时效时间在4～6 h内,可获得综合性能优异的Ti-65541合金。     

热处理对航空用TC4钛合金薄板力学性能影响研究

研究了TC4钛合金薄板经普通退火、α+β两相区固溶加时效处理及β单相区固溶加普通退火处理后,显微组织与力学性能的关系。结果表明,普通退火处理对TC4钛合金板材显微组织的影响较小,α+β两相区固溶加时效处理后能够获得双态组织,而β单相区固溶加普通退火处理能获得粗大的魏氏组织;其中双态组织的TC4钛合金薄板表现出优异的拉伸性能,而魏氏组织的TC4钛合金薄板具有较低的疲劳裂纹扩展速率及较高的裂纹扩展阻力。     

热处理制度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度研究了时效温度和β退火温度对Ti-55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-55531合金固溶加时效处理后可获得初生α相呈长条或等轴状的组织,β基体上大量析出的次生α相使其获得较高的强度,且强度随时效温度升高而显著降低,延伸率变化不明显,断面收缩率在620℃以上随着时效温度升高有所增加,但该组织状态断裂韧度偏低;β退火后可获得均匀的片状组织,具有较高的断裂韧性,抗拉强度在600~650℃之间随退火温度升高呈线性关系降低,可根据需要很方便地调整强度级别,塑性随退火温度升高变化不太明显。     

热处理对Ti-5331合金板材组织及力学性能的影响

研究了核反应堆壳体用Ti-5331合金热轧板材在不同退火温度下的显微组织与力学性能。结果表明:Ti-5331合金板材在相变点以下随着退火温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变相含量明显增加。当退火温度为700℃时,开始发生静态再结晶,800℃时为等轴组织,900℃时为双态组织,950℃时为网篮组织。随着退火温度的升高,合金板材的抗拉强度先下降后上升,屈服强度呈下降趋势,屈强比逐渐减小;当退火温度在相变点以下时,板材冲击韧性随退火温度升高呈上升趋势,当超过相变点后冲击韧性急剧下降;退火温度对塑性影响较小。经900℃×1 h/AC退火处理的Ti-5331合金板材有着较好的综合性能,抗拉强度为920 MPa,延伸率为15%,V型缺口冲击韧性达到93 J/cm^2。     

时效温度对TC18钛合金组织性能的影响

TC18钛合金是一种高强度、高合金化的α+β两相区合金[1],通过对该合金棒材在同一热处理制度下进行固溶后,采用不同的温度进行时效处理,从而找出时效温度对该合金组织性能的影响规律。结果表明:随着时效温度的升高,显微组织中初生α相相应增加,强度按线性降低,塑性按线性升高,冲击韧性总体呈升高趋势,但在530℃至560℃时有突变。     

BT25y钛合金精锻棒材组织与性能的研究

研究了BT25y钛合金精锻棒材的组织与力学性能。结果表明：具有网篮组织和等轴组织的BT25y钛合金精锻棒材室温、高温拉伸性能较好，且两者拉伸性能十分接近，而魏氏组织的断面收缩率和延伸率较低，表现出较差的塑性；魏氏组织、网篮组织和等轴组织在400℃温度、700MPa应力条件下均具有较好的持久性能；在400℃温度、380MPa应力、100h蠕变条件下，魏氏组织、网篮组织具有较好的蠕变性能，等轴组织的蠕变性能则相对较差。     

热处理对TA15钛合金中厚板材组织及力学性能的影响

研究了退火温度在750—1010℃范围内对TA15钛合金中厚板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,在750～950℃两相区退火时,随着退火温度的升高,等轴化程度提高,初生α相含量从约70％降至约30％;次生α相逐步析出并长大,900℃开始,次生α相开始粗化,950℃时,次生α相粗化明显。室温强度则随退火温度的升高先降低后升高再降低,在880℃时抗拉强度和屈服强度同时达到最大峰值,而室温塑性总体上波动较小,与强度呈相反规律变化。与两相区退火相比,β退火后由于组织中存在粗大魏氏体以及晶界α相而使强度和塑性同时急剧下降。在整个退火温度范围（750～1010℃）内,屈服强度对于退火温度的变化更敏感,其波动幅度比抗拉强度更大。     

粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金时效组织的演变行为

对粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金进行热挤压、固溶处理后,研究400℃时效不同时间对合金力学性能及其组织的影响。结果表明:随时效时间延长,Cu-15Ni-8Sn合金的抗拉强度先升高后降低,伸长率先降低后升高,合金断裂方式表现为由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变。合金抗拉强度在400℃时效1.5 h时获得最大值918MPa。综合考虑合金的强度和韧性,400℃的最佳时效时间为2 h。借助扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究合金在400℃时效不同时间(1~3 h)的组织结构变化及其对合金强度和塑性的影响,结果表明:在欠时效阶段,合金组织在富Sn区出现了有序排列的介稳态DO22相,基体的FCC结构开始向DO22有序化结构转变,合金强度大幅提升。而在峰时效阶段,DO22向L12转变,合金强度继续增加,随片层状不连续析出组织开始由晶界向晶内生长,合金强度下降。在过时效阶段,DO22进一步向L12转变,并且片层状不连续析出组织开始大肆侵蚀基体调幅组织,导致合金强度降低,塑性提高。在时效后期,调幅组织被片层状组织大幅侵蚀,出现片层状组织粗化并断裂的现象,粒状γ相(DO3)不断生成,由于这一过程需要更大的浓度起伏而进行得非常缓慢,合金组织仍以大量片层结构为主,因而合金强度和塑性变化不明显。     

Ti60合金等温锻造工艺研究

Ti60合金是我国自主研制的一种近α型高温钛合金。研究了等温锻造温度对Ti60合金显微组织、室温拉伸性能的影响,对比分析了合金600℃热暴露前后的性能变化规律。结果表明:随等温锻造温度的升高,Ti60合金锻态组织中初生等轴α相含量逐渐减少,β转变组织所占比例增多;两相区低温锻造的合金塑性最好,而β锻造的合金强度和塑性均较低,近β锻造的合金具有最佳的热稳定性能;在600℃经100 h热暴露后,合金均表现出强度略有升高,而塑性大幅降低的现象。     

长期时效温度对一种单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后分别在980 ℃,1 070 ℃,1 100 ℃和1 140 ℃长期时效处理500 h,研究了不同温度长期时效后合金的显微组织和1 100 ℃的拉伸性能.结果表明合金在不同温度长期时效后,γ′相发生粗化或筏排化.随着时效温度增加,γ′相粗化或筏排化程度增加,γ′相体积分数减少,γ相基体通道变宽.在980 ℃长期时效500 h后,无TCP相析出;1 070 ℃,1 100 ℃,1 140 ℃长期时效500 h后,有针状TCP相析出.随着长期时效温度增加,TCP相含量增加.随着时效温度升高,合金拉伸强度降低,拉伸延伸率先增加后在1 140 ℃时效时又降低.长期时效后γ′相粗化或筏排化、γ′相含量减少和TCP相析出是合金拉伸强度降低的主要原因.      

奥氏体化温度对40CrNiMo钢组织和性能的影响

详细研究了奥氏体化温度对中碳调质钢40CrNiMo的淬透性、以0.7℃/s淬火后组织及调质处理后组织和性能的影响.研究结果显示,随着奥氏体化温度从800提高至1000℃,材料的淬透性逐渐增加,尤其是当奥氏体化温度提高至950℃以后,淬透性增加幅度显著变大.当奥氏体化温度为800℃时,组织中存在相对多的铁素体,使得淬火后...     

不同热处理工艺下TC4-DT钛合金的显微组织及力学性能

研究了几种热处理制度对TC4-DT钛合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:等轴或双态组织具有好的拉伸性能,片层组织能够有效提高材料的断裂韧性;控制单相区固溶的冷却速度以及第二重热处理的温度和冷却速度,可以获得不同尺寸的片层组织;单相区固溶后空冷,再经两相区第二重热处理,空冷的组织中含有粗的初生α片层和细小的次生α片层,炉冷的组织中α片层变厚,单相区固溶后水冷得到马氏体组织,在两相区热处理保温时,马氏体组织直接分解成粗的α片层。采用1 015℃/1 h/AC+955℃/1.5 h/AC+550℃/6 h/AC多重热处理,可以获得粗细相间的片层组织,具有更好的强度-塑性-断裂韧性的综合匹配。