国际简讯

添加钽的耐热钛合金钛在低温条件下α相是稳定的,但在高温下不稳定,会向β相作相转变。日本专家研究了钛的α相与β相之间提高其相边界温度的基本理论数据以及其它金属元素在钛合金中的作用,结果表明,如用钽置换钛合金中的铌,就可提高α相向β相作相转变的温度。根据这一研究结果,日本一所大学和一家公司联合制造了一种添加钽的新型耐热钛合金,其相转变温度从1030℃提高到1054℃。这种耐热钛合金可在600℃以上的高温下正常工作,其使用寿命是一般钛合金的3~5倍。(李有观)低成本制造钛合金钛合金具有强度高、比重小和不容易腐蚀等优点,但因生…     

高强韧钛合金室温载荷下形变机制研究进展

开发高强韧钛合金是钛合金材料发展最为重要的方向,由于高强韧钛合金中添加了大量β稳定元素,使得该类合金的形变机制非常复杂。主要从滑移、孪生及应力诱发马氏体相变方面概述了高强韧钛合金的室温形变机制,并根据高强韧钛合金室温形变机制研究现状提出建议:不仅要研究单轴加载下的形变行为,更要考虑实际工况中不同载荷方式下材料的形变机制;另外,引起材料及构件断裂往往是微区组织的非均匀塑性变形累积产生微裂纹导致,因此,重点研究形变损伤过程中合金微区组织的形变机制,是揭示高强韧钛合金室温形变机制的关键。     

高温形变热处理制备Ti-6Al-6V-2Sn合金棒材的组织及性能

对锻造态的Ti-6Al-6V-2Sn两相钛合金棒材进行了高温形变热处理实验,处理工艺包括880℃/1. 5 h加热+50%热变形后快速水冷和3种温度下的时效热处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子万能试验机对不同温度时效热处理的显微组织、相成分、拉伸性能和断口形貌进行了分析。结果表明:Ti-6Al-6V-2Sn钛合金高温形变热处理后的组织为初生αp相、析出的次生αs相和残余β相;随着时效温度的升高,α相中的α稳定性元素Al含量差异不大且比较稳定,而β相中的β稳定性元素含量则随之逐渐增高,尤其是V元素的含量增加比较明显;与此同时,析出的次生α相逐渐粗化,合金的强化效果也逐渐降低。不同温度时效处理后的拉伸断口均为典型的杯状断口,缩颈现象明显。热变形量为50%的合金在580℃/4 h时效后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到1209,1143 MPa和15. 5%,获得了最佳的强塑性匹配。     

新型钛合金及其应用

近年,世界各国开发出高强β钛合金、高温钛合金及耐蚀钛合金,并在各领域被推广应用。     

一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法

<正>申请号:CN202110458703.9申请日:20210427公开(公告)日:20210723公开(公告)号:CN113145778A申请(专利权)人:西北有色金属研究院摘要:本发明公开了一种提高β钛合金组织均匀性的开坯锻造方法。该方法将β钛合金铸锭经高温加热保温后进行径向锻造,然后回炉进行均匀化处理,再空冷至室温。其中,径向锻造过程中,将β钛合金铸锭沿长度方向与锻砧的轴向方向平行放置,然后反复对向压扁变形,且压扁变形量为30%～40%。通过径向锻造并结合均匀化处理,     

《材料性能手册:钛合金》

《材料性能手册 :钛合金》由 RodneyBoyer(波音公司 )、Gerhard Welsch(凯斯 .西部贮备大学 )、E.W.Collings(巴蒂尔记忆研究所 )联合编著 ;美国国际材料学会1 994年出版 ,全书共 1 1 76页。书前附有 :前言 ;作者及编审 ;钛合金概览表 ;钛合金数据图表 ;附注及缩写和符号说明。第一部分 :钛合金的物理冶金学第二部分 :钛合金的数据图表第三部分 :α钛合金及近 α钛合金第四部分 :α-β钛合金第五部分 :β钛合金及近β钛合金第六部分 :先进材料第七部分 :附注该手册全面反映了 1 993年以前近 4 5年间 ,有关钛合金各种性能的研究方法及钛工…     

稀有金属材料与工程

题　　　　目作　者文章编号提高TiAl基合金室温塑性的方法孔凡涛等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 0 81 - 0 6室温变形γ TiAl基合金中形变孪晶与α2 片的交截机制李臻熙等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 0 95- 0 4Ti 1 3Al 2 9Nb 2 .5Mo合金ISM熔炼过程中多组元挥发损失刘贵仲等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 1 0 8- 0 5Ti4 0阻燃钛合金的高温蠕变行为王敏敏等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 1 1 7- 0 4碱液处理钛合金表面软复合磷酸钙层付　涛等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 1 37- 0 4网状阴极辉光放电法在钛合金表面渗镀Ta的应用陈　飞等 ( 2 0 0 3) 0 2 - 0 1 4 8- 0 3钛合金高温…     

短时高温钛合金热变形行为研究

采用热模拟试验机对铸态Ti-6Al-4Sn-8Zr-0.8Mo-1.5Nb-1W-0.25Si短时高温钛合金进行热模拟试验，研究了其高温变形行为。试验结果表明：该高温钛合金热变形对温度和变形速率敏感，随着应变速率降低和变形温度升高，真应力显著降低。利用高温压缩应力应变数据绘制了热加工图，分析结果显示：(α+β)相区的900～960℃、0.035～0.368 s^-1和960～1 010℃、0.165～0.577 s^-1;β相区的1 010～1 020℃、0.165～1 s^-1为最适合加工的区域。经计算，(α+β)两相区的热变形激活能为316.229 kJ/mol，并构建了该相区内的本构方程。     

用于复合材料的钛合金

能在1500℉下工作,其氧化速率仅为Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(一种抗氧化的合金)的百分之一的一种金属基复合材料用的钛合金已被美国钛金属公司所利用。美国麦道公司研究了一种β—21S 合金,它可抗高温氧化,用作飞机的蒙     

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。     

Ti-55高温钛合金通过装机前专家评审

1995年8月9日,中国航空工业总公司邀请有关专家、教授、工程院院士,对Ti-55高温钛合金进行了装机前的评审工作. “550℃高温钛合金材料和应用研究”是国家军用材料“八五”规划的重点预研项目和“八五”国家军品配套重点科研项目,根据我国航空发动机发展的需要,中科院金属研究所早在1974年便开始进行550℃高温钛合金的探索性研究,1983年列入“六五”国家科技攻关项目,在此期间,他们完成了高温钛合金热稳定性应用基础研究,Ti-A1-Sn-Zr-Mo-Si-Nd高温钛合金体系设计,     

钛合金的近期发展趋势

钛合金是本世纪发展十分迅速的新型材料。在宇航工业方面的应用日益扩大。本文评述了自九十年代以来开发的一系列新型钛合金，特别是引人注目的β－新型钛合金，并较系统地介绍了阻燃钛合金，高强钛合金和高温钛合金方面的最新开发状况。     

不同热成形工艺下TA32钛合金的流变性能及组织演变

针对随炉成形及到温成形2种主要的热成形工艺,通过高温拉伸试验,从TA32钛合金热成形流变性能及组织演变的角度出发,首先研究温度、变形速率、应变量等共性因素的影响,再对比分析2种热成形工艺下不同升温速率和冷却方式等特性因素的影响。设计两因素两水平工艺试验,分析不同高温润滑剂及热成形条件下TA32钛合金的氧化行为。结果表明:温度为800℃、应变速率为0.001 s-1、保温时间为30 min、应变量为0.45~0.6,且选用到温热成形(升温速率为800℃/5 min,空冷)时,TA32钛合金的变形抗力较低,塑性较好,晶粒较为均匀,β相等轴晶粒较多,综合成形性能较好;到温成形条件下,选用立方氮化硼(CBN)作为高温润滑剂时,成形件的氧化程度最低。综合考虑,TA32钛合金板材最优高温成形方案为到温成形工艺并采用CBN作为高温润滑剂。     

钛及钛合金形变孪晶的研究进展

钛及钛合金变形机制主要有滑移和孪生。形变孪晶的生成分为形核和长大两个阶段。形变孪晶在钛合金变形中的作用:(1)多种塑性变形过程,当位错滑移困难时,形变孪晶起到协调变形的作用,例如,纯钛中的■等形变孪晶可协调c轴塑性变形,在高速压缩和等通道转角挤压等特殊工艺条件下孪晶仍起到协调变形的作用;(2)在压缩、等通道转角挤压和轧制等工艺条件下,形变孪晶引起大量晶粒发生转动,促进新织构的生成;(3)形变孪晶激活后钛合金产生明显的应变硬化效应,这是由于多孪晶的交叉作用;(4)形变孪晶还能产生孪晶诱发塑性效应。形变孪晶对钛合金再结晶也有促进作用,这是由于孪晶界是局部高能区,可提供合适的再结晶形核位置。室温激活孪晶诱发静态再结晶细化晶粒;热加工过程激活的孪晶同时诱发动态再结晶过程;液氮温度激活孪晶诱发之后的动态再结晶细晶效果明显,通过液氮温度多向压缩激活高密度均匀孪晶,再进行热压缩诱发动态再结晶,可获得细小均匀的等轴晶组织。     

科技动态

日本新制耐高温复合钛合金近日,日本金属材料研究所的专家制成了一种新型的复合钛合金,它在650℃的高温下不会产生软化,而普通高温钛合金所能承受的最高工作温度为600℃。这种复合钛合金的制造工艺是:首先制造高温钛合金粉末(6%Al、4%Zr、2%Mo、2%Sn)和作为强化材料钛铝金属间化合     

热处理制度对TC9钛合金棒材组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度,研究了双重退火温度对TC9钛合金棒材显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能和热稳定性能的影响。研究结果表明:随着一次退火温度的升高,β相明显增多,初生α相数量急剧减少;随着二次退火温度的升高,显微组织变化不大。TC9钛合金采用960℃/1.5h,AC+530℃/6h,AC的双重退火工艺时,可得到较高的室温强度,高温强度(500℃)和热稳定性(500℃,100h)也达到良好匹配。     

Fe元素对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了添加少量的Fe元素(0.2%,质量分数)对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金(TA15-Fe)的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明:添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。     

TC17钛合金连续冷却转变曲线研究

以TC17钛合金为研究对象,采用高精度差分膨胀仪B?hr DIL805A/D获得了TC17钛合金在不同冷却速度下的膨胀曲线。利用导数法获得TC17钛合金在不同冷却速度下的转变开始点及结束点,建立了TC17钛合金的连续冷却转变曲线(CCT),并结合扫描电镜(SEM)、物相分析(XRD)和显微硬度分析,研究了在连续冷却过程中TC17钛合金组织演变及力学性能。结果表明:在低的冷却速度下TC17钛合金的显微组织为α+β片层组织。当冷却速度小于0.50℃·s~(-1)时,获得全部的片状α相和β相组织,当冷却速度为0.35～3.00℃·s~(-1)时在合金中观察到α+β针状结构及未转变的亚稳β相。当冷却速度为3.50℃·s~(-1)时,合金仅由单一亚稳β相组成。故3.50℃·s~(-1)被认为是合金在连续冷却条件下临界冷却速度。随着冷却速度的增加TC17钛合金的显微硬度呈先增后减的趋势,在冷却速度为0.50℃·s~(-1)时,显微硬度达到最大为HV 436。最后利用Kissinger方程计算得出了加热过程中TC17钛合金β→α+β相变激活能为218.447 kJ·mol~(-1)。     

TC11钛合金高温持久异常断裂分析

为分析TC11钛合金高温持久试样异常断裂原因,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察分析高温持久异常断裂试样的断口及表面微观形貌,并用能谱仪进行微区成分分析。异常断裂试样表面发生明显氧化和多处开裂,试样断口边部存在多处深褐色氧化凹坑,断口外圆周凹坑处多发生沿晶断裂,心部为韧性断裂。试样表面裂纹区域含有Cl、Mg、Na等元素,是导致试样异常断裂的直接原因。Mg、Na、Cl等元素是由捆绑热电偶的石棉绳引入,在高温环境下试样表面发生热盐应力点腐蚀,随着高温持久试验应力的持续加载试样发生形变,点腐蚀凹坑处产生裂纹并迅速延伸导致试样异常断裂。采用镍铬丝捆绑热电偶时试样表面未发生热盐应力腐蚀,其对TC11钛合金持久性能的影响很小。     

耐热钛合金添加元素及其影响

日本冶金专家研究了铝、锡、锆、铌、钼等元素的添加量对耐热钛合金(Ti-5.5Al-4.5Sn-4Zr-0.8Nb-0.4Mo-0.4Si-0.05C)的机械性能的影响。结果表明:(1)铝、锡、锆三种元素的添加量增加时,耐热钛合金的高温拉伸强度和蠕变强度提高,然而当铝的含量超过9%时,钛合金的常温延展性降低;(2)添加1%以上的铌时,钛合金的高温拉伸强度和蠕变强度下降;(3)钼的添加量为3%时,钛合金的常温和高温拉伸强度和蠕变强度明显提高,而钼的添加量超过3%时,钛合金的常温和高温拉伸强度提高,但常温延展性和蠕变强度降低。耐热钛合金添加元素及其影响@李有观…