Ti-3Al-2.5V钛合金管织构演变规律研究

各向异性是钛合金管的一种重要性能,宏观上通常用收缩应变比（CSR）进行描述,而在微观上则可以通过织构演变分析其变化规律。本文通过EBSD方法研究了Ti-3Al-2.5V管轴向拉伸过程中的织构演变,揭示了CSR与织构演变的内在联系。结果表明,随着轴向塑性应变的增加,钛合金管α相晶体的基轴从开始变形时的沿径向分布逐渐朝着周向方向偏转,然后稳定在与径向成45°左右的位置。另外,β相在轴向拉伸过程中也表现出了明显的择优取向。正是因为织构的变化导致了CSR先迅速减小,然后缓慢减小,最后趋于稳定的变化规律。考虑到α相密排六方晶胞的基轴取向在轴向上的分量,改进了简化的CSR- f （织构量化参数）模型。与实验结果的对比表明,改进模型与实验值符合得较好。     

Study of δ-hydrides in Ti-2Al-2.5Zr and Ti-4Al-2V alloys

The α alloy Ti-2Al-2.5Zr and near α alloy Ti-4Al-2V were hydrogenated to various levels. The morphology, orientation relation （OR）, and habit plane of the hydrides were studied by means of transmission electron microscopy （TEM）. It was found that in the two alloys most of the precipitates are δ-hydrides which have fcc structure with the lattice parameter a = 0.44 nm. Two basic orientation relationships and habit planes of the precipitates are determined. Twin structure was observed in both alloys.     

低成本制备Ti-3Al-2V合金精密铸件的可行性研究

用精密铸造方法制备的形状复杂的Ti-3Al-2V合金零部件综合性能良好。为进一步降低Ti-3Al-2V合金精密铸件成本,采用3种不同的原料（1海绵钛、铝钒中间合金、纯铝丝和铝箔,2回收的Ti-3Al-2V合金料,3回收的Ti-6Al-4V合金、纯钛料）,分别经真空自耗电弧炉熔炼、真空凝壳炉重熔、离心浇注等工序得到Ti-3Al-2V合金精密铸件,并分析了铸件的化学成分,测试了铸件的室温拉伸性能。结果表明,3种不同原料制备的精密铸件,其化学成分和退火后的室温拉伸性能均能满足客户要求;如果控制好回收料的处理工序,合理地使用回收料,可进一步降低Ti-3Al-2V合金精密铸件的成本,有望在汽车、高铁等许多民用领域替代钢材而得到广泛应用。     

冷却速率对β-退火Ti-6Al-4V合金循环变形的影响

自β相区温度冷却，冷却速率对钛合金机械性能有重要影响。为此，对采用在两相区形变热处理来控制组织已进行了广泛研究，但对循环变形的影响尚缺乏研究。西班牙的F．Igi1等人研究了Ti-6Al-4V合金的组织对其循环变形行为的影响。研究中利用950℃锻造的φ12mm棒，经700℃退火后空冷，其组织为等轴“和被残存β相所包围的魏氏片组成。合金成分和组织都符合ASTMF136-84外科用Ti-6Al-4V ELI标准。按ASTM     

Ti-5Al-2.5Sn合金焊接组织及成形问题的计算机辅助分析

对Ti-5Al-2.5Sn钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为进行研究,并利用3D-deform模拟分析变形前后的显微组织。模拟研究均表明:上板焊缝较下板焊缝马氏体分布更密集;叠焊焊缝为典型篮网组织;热影响区中针状马氏体含量较少,并且离熔合线越近,含量越多。Ti-5Al-2.5Sn钛合金激光叠焊板超塑性变形能力良好,接头承受变形能力强并且未与母材脱离,试样变形主要发生在母材,破坏也在母材。     

Ti-6Al-4V钛合金厚板组织、性能研究

探讨了轧制及热处理对Ti-6Al-4V钛合金厚板材组织变化的影响.对板材室温、低温及高温状态下的力学性能进行测试,利用扫描电镜观察了合金板材的断口形貌.结果表明;采用低氧含量、两相区加工以及强化热处理工艺制备的Ti-6Al-4V合金板材可获得良好的强度、断裂韧性及塑性匹配.     

钨短钎维增强Ti-6Al-4V合金的性能

近年来 ,人们广泛研究了多种用途的新型生物结构材料 ,其关注点放在钛合金上。对生物钛合金的研发有 2个目的 :其一 ,研制具有优异细胞相容性的无钒铝钛合金 ;其二 ,研制与骨骼模量相当的钛合金。日本学者Koganemarn研究了钨短纤维增强Ti -6Al-4V材料的拉伸、抗蚀和细胞相容性 ,总结了规律 ,并对该材料进行了评价。采用粉末冶金技术 ,由Ti -6Al -4V粉末和钨短纤维经热等静压制备成 6-4Ti-W复合材料。经观察 ,6-4Ti -W复合材料的基体为α +β晶粒 ,比较细小 ;钨纤分布均匀 ,在基体 /钨纤维界面处形成一层扩散层 ,是钨扩散所致。将Ti -6…     

Ti-6Al-4V合金的轧制与组织性能

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了多道次两向轧制和单向轧制对不同原始状态(热轧态、水淬态和空冷态)Ti-6Al-4V合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态Ti-6Al-4V合金的组织为片状α相+β相+少量等轴α相,水淬态Ti-6Al-4V合金形成了针状马氏体组织,空冷态Ti-6Al-4V合金形成了网状组织。Ti-6Al-4V合金适宜的两向轧制温度为700 ℃,此时合金中可见颗粒状β相弥散分布在α基体上。两向轧制Ti-6Al-4V合金的抗拉强度和屈服强度从高至低顺序为:水淬态>热轧态>空冷态,且轧向强度要高于横向;相较于单向轧制,两向轧制明显降低了Ti-6Al-4V合金板材拉伸性能的各向异性,且水淬态Ti-6Al-4V合金的轧向和横向强度差异最小,700 ℃轧制Ti-6Al-4V合金的主要细化机制为位错细化。     

Ti-2Al-2.5Zr和Ti-4Al-2V合金在300℃水蒸气中的氧化层特点

Ti-2A1-2．5Zr和Ti-4Al-2V合金是2种新型的α钛合金，主要用于航空、核反应等特殊领域的管线系统。目前，对该合金的研究多集中于变形后的组织、变形应力-应变特性、织构、结晶动力学及注入N^＋舌的表面改性。由于该合金也多用于中性环境中，其氧化行为至关重要。因此，采用了X射线衍射分析（XRD），X射线光谱分析（XPS），俄歇电子光谱（AES），透射电镜（TEM）等手段对这2种合金在300℃水蒸气中的氧化层特点进行了研究。     

一种Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金锻件的宏观与微观组织特征分析

研究了Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金环锻件的宏观和微观组织，分析了锻件的变形和热处理工艺。对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金环锻件采用了β→α β温度区域的热变形工艺，即在卢区温度下开始变形，α β区温度下结束变形，锻件的退火温度略低于β相的临界分解温度了TK；采用β→α β温度区域热变形的锻件具有中等强度水平，良好的室温冲击性能和高温蠕变、持久性能；β→α β温度区域的变形工艺具有简化变形工序、降低变形抗力的优点，但变形时间的控制较难掌握，需一定的实践探索。     

热等静压处理对超低温Ti-5Al-2.5SnELI合金铸造组织与性能的影响

研究了热等静压处理对Ti-5Al-2.5SnELI合金铸造组织、抗拉性能、冲击性能的影响.试验结果表明,热等静压处理使铸态的柱状晶粒转变为等轴晶粒,并且使位错发生运动,缠结中的位错重新组合,位错密度下降,内应力得到释放,导致强度下降,塑性提高,冲击性能提高.     

激光成形修复Ti-6Al-4V钛合金零件的组织与性能

分析了激光成形修复Ti-6Al-4V合金的组织特点,并考察了退火处理对修复区组织及修复件性能的影响.激光修复件的微观组织由修复基体所具有的等轴α+层状α+β双态组织经热影响区连续转变为晶内分布魏氏α+β的外廷生长的粗大柱状晶组织.激光修复件的静载拉伸性能达到锻件标准.经退火处理后,修复区中α板条有粗化趋势,修复件的综合力学性能得到一定改善,塑性有所提高.经采用退火+喷丸处理,修复件的低周疲劳性能达到与锻件相当.     

铸造Ti-6Al-4V合金的疲劳性能研究

通过铸造Ti-6Al-4V合金疲劳性能试验,绘制出了铸造Ti-6Al-4V合金在不同应力比下裂纹扩展速率da／dN-△K曲线。根据logda／dN和log△K的拟合曲线方程,计算出Paris公式下材料常数c、n值。经SEM对铸造Ti-6Al-4V疲劳断口进行分析,发现随着应力比R的增大,疲劳条带越宽,裂纹扩展速率越大。     

激光快速成形Ti-6Al-4V合金力学性能

采用实验研究的方法，对激光快速成形Ti-6Al-4V合金的力学性能进行了探讨。结果发现：和锻造件相比，激光快速成形沉积态Ti-6Al-4V合金的拉伸性能具有高强低塑特点和更显著的各向异性；成形试样的组织、氧含量和冶金缺陷都将影响到拉伸性能，其中组织的影响最显著，其次为氧含量和熔合不良缺陷：对于氧含量符合GJBGJB2921-1997标准的激光快速成形Ti-6Al-4V合金，经固溶时效热处理后所获得的网篮组织综合性能最好，不论是强度指标还是塑性指标都高于锻件标准。     

热等静压Ti-6Al-4V钛合金热变形微观组织演变研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在温度950~1050℃、应变速率0.01~1s_-1条件下进行了热模拟压缩实验,研究了变形温度、应变速率对其显微组织的影响规律。结果表明：热等静压态Ti-6Al-4V钛合金在950℃以上变形后淬火组织以粗大的β晶粒与针状及板条马氏体组成,具有典型的β相区变形组织特征。β转变组织形成交错的网篮结构并具有特定的取向关系。变形过程中,发生了动态再结晶,并伴随着动态回复现象。在950℃、0.01s_?1条件下,以动态再结晶占据主导,得到均匀等轴β转变组织。随应变速率增大,以动态回复为主,β晶粒沿金属流动方向拉长,β转变组织得到细化。随温度升高,β晶粒变粗大,并仍然存在拉长变形带。同时,β转变组织有一定程度的粗化。     

Influences of the Welding Heat Input and the Repeated Repair Welding on Ti–3Al–2.5V Titanium Alloy

The primary purpose of this study was to determine the effects of gas tungsten arc welding heat input on the high-temperature tensile properties, toughness, and microstructural features of titanium alloy Ti–3Al–2.5V. The secondary objective was to examine the effect of the repeated repair welding on the properties of the alloy. It was also found that the mechanical properties progressively decreased with increasing the repair welding cycles, especially in the case of the weldment after the first welding repair. It was observed that the sizes of the acicular α' and prior β grain boundaries as well as the volume fraction of the acicular α' phases increased with increasing the welding heat input. In addition, the amount and size of the acicular α' phases were found to increase with increasing the repair welding cycles.     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金显微组织研究

采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI(extra low interstitial)合金,研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800℃时,粉末体压坯显微组织保持颗粒形态,致密度为99.2%;当温度在900~940℃时,显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下,包套中的Fe在基体中的扩散不明显;在α+β、β相区温度下,Fe在β相中向基体快速扩散,影响合金表面质量。粉末粒度越大,合金的平均晶粒尺寸越大,残留孔隙较多。在α相区热处理,显微组织仍为细小等轴晶;当温度升至1000℃时,出现热致孔隙。     

置氢对Ti-6Al-4V合金高温塑性变形的影响

利用XRD分析了置氢Ti-6Al-4V合金的相组成,应用Gleeble等温热模拟试验研究了置氢量对Ti-6Al-4V合金高温塑性变形的影响,计算了不同置氢量钛合金的变形激活能。结果表明：随置氢量的增加,Ti-6Al-4V合金口相含量增加,高温塑性变形的流动应力显著降低呈下凹型曲线变化,即存在一个最小值,应力最小值对应的置氢量随变形温度的升高而降低;置氢可以促进高温塑性变形过程动态软化与硬化的平衡;在相同应力水平下,适量的置氢可使变形温度降低50℃,或应变速率提高一个数量级。置氢Ti-6Al-4V合金变形激活能随置氢量增加呈下降趋势,变形由不受扩散机制控制转变为受扩散机制控制。     

热循环对Ti-6Al-4V合金显微组织与疲劳性能的影响

对Ti-6Al-4V轧制板材依次进行了920_oC, 800_oC, 850_oC, 900_oC四次热循环,研究了材料在每次热循环后的显微组织及微观织构的演变,并对热循环前后的拉伸和旋转弯曲疲劳性能进行了比较。结果表明,原材料中存在的长条a相发生再结晶后趋于等轴化,其组织不均匀性在920_oC,800_oC两次热循环后得到根本性改善,再经历850_oC, 900_oC两次热循环后,初生a相进一步等轴化并稍有长大,其体积分数维持稳定。原材料具有较强的横向织构,有多个平行于轧制方向的宏观带存在,导致了轧向的疲劳性能优于横向,中值疲劳极限分别为497MPa/474MPa。热循环后横向织构强度有所减弱,并且出现了一定程度的(0001)基面织构。经历4次热循环后,材料的显微组织发生粗化,拉伸强度降低了约20MPa,轧向/横向的中值疲劳极限下降至441MPa/441MPa。