退火温度和冷却速率对TC4钛合金的组织和性能的影响

采用室温拉伸试验和冲击试验方法,对TC4钛合金分别进行940, 960, 980 ℃退火,并在980 ℃退火后采取不同的冷却方式得到的试样进行强度（σb、σ0.2）,塑性（δ、ψ）和冲击韧性（ak）的测试,结合扫描电镜进行组织和形貌观察,得到了在相变点以下退火温度和冷却速率变化时,TC4钛合金的组织、强度、塑性和冲击韧性的变化规律：随着退火温度的升高,材料的强度、塑性和冲击韧性呈降低趋势;随着冷却速度的加快,材料的强度呈升高趋势,塑性和冲击韧性呈下降趋势。     

退火对TC25G钛合金组织和性能的影响

研究了不同退火处理对TC25G钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明,初生α相的含量对一次退火温度非常敏感,且随着一次退火温度的升高,其强度呈缓慢上升趋势,塑性先升高后降低。随着一次退火保温时间的延长,初生α相的尺寸有增加的趋势,同时β转变组织逐渐粗化,保温时间对其塑性影响较为明显。随着冷却速度的提高,塑性明显下降,强度明显升高。二次退火温度对棒材的强度和塑性均有影响,当二次退火温度超过600℃后,其强度轻微升高而伸长率和断面收缩率明显下降。二次退火温度对TC25G钛合金棒材的冲击性能影响显著,二次退火温度超过600℃时,与技术条件规定的≥24 J相比,不能满足要求,二次退火温度不超过560℃时,试样的冲击性能明显提高,达到技术要求。     

退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金分别进行了920℃、940℃、960℃、980℃保温1 h空冷的退火，随后进行了金相检验、拉伸试验和拉伸断口分析，以揭示退火温度对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同温度退火的TC4合金组织主要由初生α相和次生α相组成，随着退火温度的升高，初生α相含量减少；随着退火温度的升高，合金的强度升高，塑性降低，980℃退火的合金抗拉强度和屈服强度最高，为973 MPa和961 MPa,而塑性最差，断后伸长率为2%,断面收缩率为8%;在920℃和940℃退火的合金拉伸断口有大量韧窝，具有韧性断裂特征，960℃和980℃退火的合金拉伸断口韧窝数量明显减少，出现明显的撕裂棱和解离台阶，具有韧-脆性断裂特征。     

退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

本文对比研究了退火温度、冷却方式及等温退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：当在800~840 ℃退火空冷后,合金为等轴组织,强度随着温度增加而缓慢下降,当在880 ℃退火空冷后,β相中有次生α相析出,演变为双态组织,此时合金强度最大但塑性稍低,随着退火温度继续升高,组织明显粗化合金强度下降,超过相变点温度后组织演变为细针状魏氏组织,强度有所提高但塑性明显下降。当在800~1000 ℃退火炉冷后,组织演变和空冷试样组织有两处明显不同：首先,在相变点温度以下,形成双态组织的退火温度高于空冷样品,且β相中没有明显的次生α相析出;其次,在相变点温度以上,合金为层片状魏氏组织。炉冷样品的强度随退火温度增加而单调下降,塑性变化和空冷样品趋势一致,此外冲击韧性在880 ℃处理时最大。等温退火(880 ℃,2 h,炉冷到650 ℃,2 h,空冷)样品的力学性能与880 ℃退火炉冷后相近,强度、塑性和冲击韧性匹配较好。     

退火工艺对TC4钛合金板材组织和性能的影响

采用不同的退火工艺对热轧后的TC4板材进行热处理,对比分析了退火温度和退火时间对材料组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4钛合金板材的晶粒等轴化程度提高,抗拉强度和伸长率随温度升高变化不大,但是屈服强度下降明显,同时硬度有较大幅度的提高。温度高于900 ℃后,组织类型由等轴组织向双态组织转变。900 ℃保温4 h,组织中的晶粒迅速长大,延长保温时间可以提升TC4钛合金板材的塑性,对强度影响不大。950 ℃条件下延长保温时间,材料的硬度大幅度提高;低于900 ℃时延长保温时间,材料硬度的提高幅度较小。     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

冷轧和退火对TC4钛合金管组织和性能的影响

研究了冷轧变形及退火温度对TC4钛合金管组织和性能的影响。结果表明:变形和退火对TC4钛合金管冷轧性能影响很大,当变形为36%时,冷轧管的综合性能较好;当变形达到46%时,冷轧管出现连续月牙状缺陷和裂纹。随着退火温度的升高,管材的强度先下降后升高,塑性先升高后下降。当退火温度为850℃时,管材的强度最低,但塑性最高。最适宜管材冷轧的退火温度为850℃。此条件下,屈服强度810MPa,伸长率22%。     

热加工及热处理工艺对TC21钛合金板材微观组织和力学性能的影响

对TC21钛合金板材进行不同工艺的热轧制及热处理试验，阐明了不同工艺条件下微观组织的演变规律，明确了板材强塑性、冲击功以及断裂行为与不同显微组织之间的对应关系。研究表明，随着轧制温度从930℃升高至1060℃,板材显微组织依次由板条组织变为等轴组织再变为双态组织，该过程中板材强度降低，塑性变化不大，冲击韧性无明显的规律性，960℃和1060℃轧制时板材冲击韧性较高；通过热处理同样可以有效调控显微组织，随着固溶温度从900℃升高至960℃,再经相同工艺时效处理后，原始的α相向β相转变，并在固溶温度为960℃时析出细小的α板条，该过程中强度先升高后降低，塑性和冲击韧性则先降低后升高。960℃轧制得到的TC21钛合金板材经过960℃×2 h/AC+590℃×4 h/AC热处理后，可获得较好的强韧匹配。     

热处理对TC16钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

将小规格TC16钛合金轧制棒材在780℃保温2 h,进行了不同炉冷出炉温度、不同第二级退火温度及不同冷却方式的热处理实验,分析了热处理前后棒材的显微组织和力学性能。结果表明:热处理前后棒材显微组织的差异较大;随着出炉温度的降低,强度和塑性均出现先升高后降低的现象,炉冷至530℃后空冷可得到较高的强度及良好塑性;第二级热处理温度越高,强度越低,同时塑性较高;在不同的冷却方式下,炉冷可获得最优的强度塑性匹配。     

TC25合金板材的热处理工艺

研究了不同热处理工艺对TC25合金板材力学性能的影响。结果表明：普通退火的塑性高于双重退火。随着普通退火温度的升高,TC25合金板材的强度呈缓慢上升趋势,塑性先升高后降低。随着冷却速度的提高,塑性明显增大,抗拉强度略有升高,屈服强度显著下降。采用900 ℃×1 h,水冷的热处理工艺可以确保TC25合金板材的强度、塑性匹配最佳。     

退火温度对EB熔炼低成本TC4钛合金宽厚板组织和性能的影响

采用EB炉一次熔炼TC4合金扁锭作为直轧坯料,在4200 mm宽厚板轧机上成功制备出规格46 mm×2650 mm×8700 mm的低成本TC4合金宽厚板,研究了退火温度对低成本TC4合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:EB熔炼TC4合金扁锭经过两火换向轧制,粗大铸态组织得到充分破碎,热轧态TC4合金板材显微组织中等轴α或条状α含量较高,横纵向室温拉伸性能差异小,横向室温冲击吸收能量小于纵向,横纵向心部强度均高于表层。TC4合金板材经750~900 ℃退火,横纵截面为等轴组织,经950 ℃退火,横纵截面为双态组织,经980 ℃退火,横截面为双态组织,纵截面为魏氏组织。随着退火温度升高,TC4合金板材抗拉强度和规定塑性延伸强度呈下降趋势,伸长率基本不变,室温冲击吸收能量先升高后降低,900 ℃退火后,强度、伸长率和冲击吸收能量达到最佳匹配。     

热处理工艺对TC11锻件显微组织和力学性能的影响

研究了TC11锻件热处理工艺对其组织和力学性能的影响。结果表明:TC11锻件中初生α相的含量和尺寸对力学性能影响较大,初生α相和β转变形成的α丛的大小和形貌对冲击韧性和硬度影响较大;随着冷却速度降低,α相长大,β相转变得到的α丛变大,使得材料强度降低,塑性、冲击韧性和硬度升高;相同温度下的双重退火与固溶/时效相比,锻件强度降低,但塑性、冲击韧性和硬度等性能提高。因此,可以通过调整热处理工艺来控制TC11锻件的组织,进而得到强度、塑性、冲击和硬度的合理匹配,为高标准用TC11锻件的生产提供指导。     

低成本TC4钛合金板材的组织和性能

研究了低成本TC4钛合金板材在变形及退火过程中组织和性能的变化规律。结果表明,板坯经轧制变形后,粗大的铸态枝晶组织被破碎,形成了等轴或长条状α+β转变组织。板材退火后,其组织更加均匀,且随着退火温度升高,板材中析出片状次生α相,初生α相的含量减少,并逐渐趋于等轴化。随变形进行,板材的室温拉伸强度和塑性呈增大趋势;退火温度升高,板材的抗拉强度先增大,至820 ℃时达到最大值,之后逐渐减小,规定塑性延伸强度和断面收缩率总体上呈下降趋势,而伸长率则变化不大。经（750～820）℃×1 h+AC退火处理后的板材,具有较好的强度与塑性的匹配。     

双重退火对TC18钛合金等温锻件组织性能的影响

研究了双重退火时不同的退火温度对TC18钛合金等温锻件组织性能的影响。结果表明:随着高温退火温度的升高,初生α相含量明显减少,次生片状α大量增加,合金的强度提高,塑性降低。随着低温退火温度的升高,细小弥散的次生α相不断长大粗化,合金强度不断降低。TC18钛合金等温锻造后采用830℃×2h,炉冷至750℃×2h,空冷+570℃×4h,空冷的双重退火工艺时,可得到较佳的显微组织和良好的综合性能。     

TC21钛合金的全片层组织和冲击性能研究

利用光学显微镜、场发射扫描电镜和示波冲击试验机等研究了TC21钛合金在不同退火温度下的全片层组织演化规律和冲击韧性。结果表明：TC21钛合金经980 ℃固溶处理后,再经720、770、820 ℃退火处理,均能获得具有多层次特征的全片层组织。随着退火温度升高,TC21钛合金组织中α片层厚度、晶界α相厚度、α丛域尺寸都增大,而β晶粒尺寸基本保持不变。合金显微组织中小角度界面的比例随退火温度的升高而逐渐增加,冲击断裂过程中的裂纹形成功和扩展功也逐渐增大,且扩展功所占比例提高;断裂机制从穿晶断裂为主逐渐向沿晶界和丛域界断裂为主转变。     

β退火参数对Ti6Al4V合金组织和性能的影响

钛合金β退火产生的片层组织可以显著提高材料的损伤容限性能.通过不同的β退火温度和冷却速率试验研究了β退火参数对Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响.结果表明:β退火温度在Tβ+10℃～Tβ+50℃范围内,随着退火温度的提高,β晶粒尺寸不断长大,温度提高到Tβ+50℃,合金强度、塑性降低明显;β退火保温时间基本与退火温...     

TC4钛合金在小温度范围退火时的力学性能演变

TC4钛合金的塑性较低、变形较困难,在轧制过程中难以控制其组织和性能,因此在后续的热处理中需要严格控制退火温度和保温时间,以获得所需的组织及性能。本文对TC4钛合金板材进行了小温度范围的退火,研究了在小温度范围内TC4钛合金力学性能的变化。结果表明,TC4钛合金板材退火温度从760℃升高至800℃,板材纵向上的晶粒尺寸较小,抗拉强度与屈服强度高于横向上的抗拉强度与屈服强度;同时,板材的伸长率降低。     

退火温度对低成本TC4LCA钛合金板材组织和性能的影响

为提高低成本TC4LCA钛合金板材的强度和冲击性能,选取不同退火温度对典型规格板材进行热处理,研究了其显微组织和力学性能的变化规律,分析了显微组织对强度和冲击性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4LCA钛合金中的长条状初生α相转变为等轴状,β转变组织中析出针状或片状次生α相;退火温度越高,长条状初生α相含量减少,等轴化倾向明显,直至发生粗化;针状或片状次生α相长大。合金的强度先增大后减小、断后伸长率略有降低,冲击吸收能量则呈增大趋势。综合考虑,在800～880 ℃范围进行退火可使TC4LCA钛合金板材获得强度、塑韧性的最佳匹配。     

TA15钛合金大型锻坯工艺及组织与性能研究

研究了TA15钛合金大型锻坯的工艺、组织与性能。结果表明:在940～970℃加热锻造,TA15钛合金组织对加热温度敏感,随着温度的提高,初生α相含量减小,合金的室温和500℃高温强度均降低,塑性几乎保持不变,冲击韧性小幅提升;在760～840℃退火,随着温度的提升,细针状α相弥散析出,强度提升,塑性和冲击韧性变化小。锻坯锻造加热温度应控制在950℃,退火温度选择840℃。     

退火温度对TC2钛合金织构与冲压性能的影响

研究了不同退火温度下TC2钛合金的显微组织、晶粒取向、拉伸性能和冲压性能。结果表明,TC2钛合金在退火过程中,晶粒的取向从横向(TD)方向偏向法向(ND)方向分布;随着退火温度从600℃升高到800℃,TC2钛合金的拉伸应变硬化指数降低,塑性应变比升高,冲压成形性能有所提高;当退火温度控制在700~800℃范围内时,TC2钛合金具有较好的冲压成形性能。