TC4钛合金锻件缺陷分析

在某批次TC4钛合金盘型锻件中发现了缺陷。对其进行了显微组织观察、能谱分析、硬度检测和超声波探伤分析。研究了显微组织形态,分析了该缺陷的原因,并提出了避免此类缺陷的措施。结果表明:缺陷区存在微区化学成分不均匀,主要是氧含量偏高,铝、钒含量偏低,氧化形态复杂,属于冶金缺陷。     

TC4钛合金飞机耳片锻件失效分析

针对钛合金飞机耳片锻件裂纹问题,利用有限元方法对其受载进行了分析。并通过成分、硬度、宏观和显微组织等对其裂纹产生的原因进行了深入分析。结果表明,钛合金表面的防护漆层遭到破坏后暴露的金属在与装配件的摩擦过程中形成早期裂纹源。由于组织内的位错密度较低,在长期循环载荷作用下,早期裂纹源极易扩展造成最终的钛合金断裂失效。     

TC4钛合金大型模锻件锻造工艺

发动机中的风扇叶轮属于发动机前段工作部分，服役温度不高．但需承受较大的离心力作用．因此力学性能要求较高。钛合金具有较高的比强度．密度相对较小，有利于提高发动机的推重比，符合发动机的选材要求。图1所示的锻件材料为TC4钛合金，从材料的变形抗力和外形分析，初步判断锻件成形抗力较大．不易成形；从材料流动角度分析，锻件小头肩部垂直方向较薄，温度下降较快，材料流动填充相对困难。     

热处理对TC4钛合金锻件力学性能的影响

研究了普通热处理和预高温退火以两种不同方式冷却后再进行普通退火,这三种热处理工艺对大尺寸TC4锻件组织及性能的影响。结果表明:采用普通退火,抗拉强度及屈服强度较低,不能满足标准要求,断裂韧性高达70 MPa·m1/2左右;在普通退火前进行一次预备高温退火处理,且调整高温退火后的冷却方式,抗拉强度及屈服强度得到明显提高,同时,断裂韧性也能达到标准要求。     

冷轧TC4钛合金管材超声波探伤缺陷分析

通过超声波探伤和金相分析试验研究了一种TC4管材常见缺陷的分布特征和典型波形规律。发现冷轧管材主要缺陷类型为裂纹缺陷,裂纹在内外壁均有出现,分布方向主要有纵向和横向及斜45°方向。其中横向裂纹为主要裂纹类型,出现裂纹缺陷的部位通常也有组织异常出现。试验结果表明利用超声波水浸线聚焦探伤技术,通过调整合适的入射倾角和探头深入长度可以满足冷轧TC4钛合金管材现场质量检测。     

TC4钛合金锻件疲劳寿命分析及其仿真模型修正

依据物理实验,研究了锻造变形温度和变形程度两个关键参量对TC4钛合金锻件疲劳寿命的影响,利用有限元与物理实验相结合的方法建立并修正了TC4钛合金锻件疲劳寿命仿真模型,并对仿真模型进行了验证。结果表明：相比于原材料,锻造成形的TC4钛合金锻件具有较长的疲劳寿命,并且变形温度控制在α+β相变温度时所得锻件的疲劳寿命最长;在最佳变形温度下,变形程度控制在50%左右时锻件的疲劳寿命最长,考虑锻造变形温度带的影响,应尽可能提高锻锤频次;锻件残余应力是影响仿真模型精度的主要因素,通过验证表明,引入实际锻件的最大等效残余应力可以极大地提高仿真精度,这为深入分析锻造工艺参量对TC4钛合金锻件疲劳寿命的影响奠定了基础。     

TC11钛合金棒料缺陷分析

某批?120 mm TC11钛合金棒料超声波检测时发现有缺陷。采用X射线检测、金相检验、微区成分分析和显微硬度检测等分析了缺陷的性质和产生原因。结果表明：缺陷为细长条高密度Mo夹杂物,与基体冶金结合,且有元素扩散。缺陷的产生可能是一次锭装炉过程中,底部与铸锭存放区的钢板接触,导致外来金属附着在其端部,随后在对焊过程中进入铸锭。     

TC4-DT钛合金锻件组织与拉伸性能研究

对3种工艺生产的TC4-DT钛合金锻件组织与拉伸性能展开了系统研究,结果表明:锻造火次影响锻件的均匀性,锻造火次增加,锻件的组织和拉伸性能均匀性增加;锻件显微组织中残余一定量的初生α相有利于拉伸性能提高;锻造温度升高,锻件拉伸强度增加。     

飞机用大型TC4钛合金锻件锻造工艺初探

依据宝鸡钛业股份有限公司现有的装备和工艺水平,以及对同规格TC4锻坯探伤摸底,用45^#钢进行了预锻工艺试验,拟订了飞机用大型TC4合金锻件生产工艺,并用该工艺试制了飞机用TC4合金挂架。结果表明,用本实验工艺锻制的TC4合金锻件,其组织较横向差异很小,均为等轴的d＋B转组织;力学性能指标完全满足技术条件要求;探伤检查除380mm×82mm大截面端面附近杂波达到φ1．2mm-9dB,其它区域均达到φ1．2mm-15dB,满足φ1．2mm-9dB的技术要求。采用本实验工艺共生产了3批次41件,均达到技术要求。     

TC4钛合金盘轴锻件的成形工艺研究

使用多火次正挤压工艺试制了TC4钛合金盘轴锻件。采用二维有限元软件对锻件成形过程进行模拟,合理分配了变形火次,将工艺优化为三火次成形。结果表明该锻件典型部位的组织为等轴组织,初生α相含量在35%～40%,室温拉伸和高温拉伸值较高。这表明该工艺是合理的。     

TC4钛合金的TIG焊接工艺及缺陷分析

研究了4mm厚TC4钛合金板的TIC焊工艺及接头力学性能和其焊缝金相组织,并对相应的焊接缺陷做了分析,总结出焊接电流为100—120A时,焊缝质量最佳,接头力学性能也良好。     

钛合金锻件的典型缺陷

讨论了钛合金锻件10种缺陷的特征、形成原因及其防止方法。     

TC4钛合金锻件锻造过程三维热力耦合有限元模拟

某钛合金零件是应用于航空工业的重要部件,在锻造过程中由于锻件头部变形较大,整体变形不均匀,如果模具尺寸设计不当,很容易引起锻造缺陷的产生.针对以上情况,本文建立了该钛合金锻件锻造过程的三维热力耦合有限元模型,利用刚粘塑性有限元法,对锻件的变形情况进行了数值模拟,得到了变形过程中锻件的充型情况以及温度场和应力场的场量分布,并对锻造缺陷的成因进行了分析.数值模拟与锻造试验吻合较好,为生产工艺的制定提供了有效的参考.     

等温锻造优质TC4钛合金高压前轴颈锻件研究

采用等温锻造工艺生产出优质TC4钛合金高压前轴颈的精密空心锻件,锻件表面光洁比普通锻造的锻件减轻重量60%,锻件的化学成分、力学性能和金相组织全部达到了技术条件的要求.     

TC4钛合金模锻件冲击性能与热处理工艺优化

针对生产中TC4钛合金模锻件冲击性能不合格问题,通过对原材料、锻造工艺、热处理工艺的综合分析试验研究,找出其影响因素并进行了改进性的工艺试验验证。通过调整锻造和热处理工艺参数,适当减少组织中的α相含量,较好地改善和提升了成品锻件的冲击性能。对预锻件进行终锻成形,对终锻件和机加工半成品零件进行了优化热处理,改善了所有在制品和半成品的冲击性能。经检测,其冲击性能均符合锻件技术标准要求。该方法可以为今后同类材料和结构的模锻件相似问题的解决提供可借鉴的方法。     

TC4-DT钛合金锻件的一种异常低倍组织

某TC4-DT钛合金锻件出现亮斑状异常低倍组织,其室温抗拉强度、屈服强度较正常低倍组织降低24～78 MPa。对异常低倍组织进行金相分析发现,亮斑区内的显微组织为粗短、互相交织的网篮状组织,且没有原始β晶界。XRD及EBSD分析显示,异常组织在(0002)晶面存在非常强的织构,且主要以小角度晶界为主,从而导致了异常晶粒长大。在β相温度以上改锻可避免产生该异常低倍组织。     

TC4钛合金鼓筒锻件锻造模拟及组织预测

采用刚塑性有限元方法和DEFORM-2D软件对TC4钛合金鼓筒锻件锻造过程和等轴初生α相的分布情况进行数值模拟,比较对击锤锻造和液压机锻造2种工艺下的温度场及应变分布情况。模拟结果表明：对击锤锻造易产生类似切削的缺陷,通过设计合适的坯料内侧倾角可以显著改善缺陷形成;液压机锻造成形后的锻件温度分布、应变分布和组织均较为均匀,不易产生锻造缺陷,是TC4钛合金鼓筒锻件成形的较优方式。液压机锻造的TC4钛合金锻件中等轴初生α相含量由心部到边缘逐渐增大,经组织验证,其等轴初生α相分布基本符合模拟云图。     

Ti-1023钛合金连接件锻件折叠缺陷分析

对比分析了Ti-1023钛合金锻件折叠缺陷和铸锭内部缩孔经改锻后的缺陷差异.研究发现:Ti-1023钛合金折叠线性缺陷无明显宽窄变化、两端较圆钝,与表面呈一定角度嵌入基体,缺陷表面的氧元素含量较高,形成大量的氧化物颗粒;Ti-1023钛合金铸锭内部缩孔经改锻后的线状缺陷有明显的二次裂纹,且两端为明显的尖端,缺陷表面为自由表面特征,不含氧元素.