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。     

Ti-6Al-4V钛合金高温微观变形行为

利用已有文献,结合修正的混合物模型和等功定律得到了Ti-6Al-4V钛合金中α相和β相在高温条件下的应力-应变关系,研究了合金在高温变形时两相的加工硬化率、应力-应变分配系数以及宏观应力和应变贡献率的变化规律。结果表明:β相和α相分别在宏观应变约为0.07和0.14时出现应变软化现象,且α相和Ti-6Al-4V钛合金在同一时刻开始出现应变软化现象,可见α相的应变软化行为在合金变形中发挥着重要作用;随变形的进行,两相应力-应变分配系数的绝对值逐渐降低,最终趋于稳定,表明两相变形的协调性得到改善;在变形达到稳定时,α相对宏观应力的贡献率比其体积分数大,而对宏观应变的贡献率比其体积分数小。     

钛合金Ti-6Al-4V热变形中的动态再结晶研究

钛合金Ti-6Al-4V等温恒应变速率压缩试验采用Gleeble3800热加工模拟试验机进行,材料变形温度815~1100℃。结果表明,无论在α+β相区还是β相区,试验材料均有发生动态再结晶的可能性;对动态再结晶的影响因素进行了分析,利用上述结果建立了试验材料的Arrhenius方程及动态再结晶晶粒尺寸计算式。对不同条件下试验材料的组织形貌进行了研究,表明对材料发生动态再结晶影响最大的因素为变形温度。     

Ti-6Al-4V钛合金组成相微观变形行为影响因素

本文基本真实组织图像建立了Ti-6Al-4V合金的微观力学有限元模型,考虑合金双相特征研究了室温单轴拉伸时的微观变形行为。结果表明：外部加载力主要由较硬的β转变组织承担,而塑性变形主要由较软的初生α相承担,即便在相同相内部,不同位置的应力和应变也存在差异。随宏观应变增大,初生α相与β转变组织的应变比、β转变组织与初生α相的应力比首先基本保持不变,而后迅速增大,最后保持稳定。初生α相的体积分数和晶粒尺寸对组成相内部的应变和应力分布有显著影响,随体积分数增大或晶粒尺寸减小,应变比和应力比分别增大和减小。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形及微观组织演变

通过高温拉伸试验研究了Ti-6Al-4V合金的高温变形力学行为和超塑性,并对试样断口附近的组织进行了观察。结果表明,随着变形温度的升高或初始应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的流动应力明显减小;Ti-6Al-4V合金的最佳超塑性变形工艺参数为880℃/0.001s-1,最大延伸率为689%,峰值应力仅为30.03MPa;在超塑性拉伸过程中,试样变形区发生明显的动态再结晶,使片层状的α相晶粒破碎、细化和等轴化,促进超塑性的增加;随着变形温度的提高、变形量增大和变形时间的加长,再结晶α相发生了聚集长大,从而使显微组织明显粗化。对于双态组织的两相钛合金,最佳超塑性变形温度应低于或等于片层状α→β转变的终了温度。     

热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响

以Ti-6Al4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法（PREP）制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al4V合金块体的组织和性能进行研究。结果表明：Ti-6Al4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相＋片条α相以及少量届相组成。升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此甲行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发牛明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间。     

Ti-6Al-4V合金等温锻造过程微观组织演变研究

将原始组织为网篮组织的Ti-6Al-4V合金在β单相区(1010℃)保温30 min并淬火处理可以获得α'马氏体组织。研究了初始组织为α'马氏体的Ti-6Al-4V合金在2步等温锻造过程中微观组织演变规律。结果表明:经过960℃的第1步等温锻造后,合金中马氏体相分解转变为α+β片层组织,部分片层组织发生弯曲、碎化,形成等轴晶粒,同时,合金中残留大量片层组织。800℃第2步等温锻造后,残余片层全部碎化,再结晶转变为等轴α相,获得晶粒尺寸为1.3μm的均匀等轴组织。     

水冷下Ti-6Al-4V钛合金热模拟试样组织研究

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-6Al-4V钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金自高温β相区以一定冷却速率冷却的过程.试样选用两端钻孔的标准焊接模拟试样,均温区约2 mm宽.采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析研究了试样不同区域的显微组织与结构.热模拟区边缘区域为细小的片状α组织,中心均温区域为针状α'马氏体组织;XRD标定发现母材和热模拟区域的衍射峰分别与纯钛密排六方α和α'相偏移一个角度后重合;热模拟区域的显微硬度略高于母材.     

Ti-575钛合金热变形行为及微观组织演变

本文以Ti-575钛合金为研究对象,分别对魏氏组织和双态组织Ti-575钛合金进行热模拟压缩实验,分析不同热变形条件下的真应力-应变曲线,构建了其在α+β相区的热变形本构方程,并分别探究了变形温度和应变速率对微观组织的影响。结果表明,流变应力值随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的升高而升高;当应变速率为0.1 s-1及以上时,随着变形温度的升高流变曲线出现了不连续屈服现象。根据两种组织Ti-575钛合金流变曲线的峰值应力,分别计算出其在α+β相区的变形激活能,构建Arrhenius型热变形本构方程。在不同的热变形条件下,随着变形温度的升高,魏氏组织Ti-575钛合金动态再结晶的程度越来越大,而双态组织Ti-575钛合金等轴αp相体积分数和尺寸逐渐降低;随着应变速率的降低,魏氏组织Ti-575钛合金动态再结晶的程度逐渐增大,而双态组织Ti-575钛合金等轴αp相体积分数先减少后增加;双态组织Ti-575钛合金在830℃或1 s-1应变速率下热压缩时,显微组织中残留少量的粗片层α相没有发生相变,βt基体中会有硅化物析出。     

置氢Ti-6Al-4V钛合金的热压缩变形行为研究

通过热模拟压缩实验,研究了氢对Ti-6Al-4V钛合金热变形行为的影响。结果表明,置氢可以显著降低Ti-6Al-4V钛合金高温压缩时的流动应力,提高Ti-6Al-4V钛合金的热加工变形速率一个数量级以上,并且明显降低了Ti-6Al-4V钛合金的变形温度。在变形温度760℃~800℃范围内,置氢量为0.4wt%的Ti-6Al-4V钛合金的流动应力最小;在变形温度840℃~920℃范围内,置氢量0.2wt%的Ti-6Al-4V钛合金的流动应力最小。同时,置氢前后Ti-6Al-4V钛合金的变形激活能计算结果表明,置氢量为0.4wt%的Ti-6Al-4V钛合金在α+β两相区的变形激活能为208.3kJ/mol,与未置氢Ti-6Al-4V钛合金相比降低了316kJ/mol。     

Ti-6Al-4V钛合金热拉伸变形行为与本构方程

在变形温度600℃⁸00℃、应变速率0.01s-1800℃、应变速率0.01s-1⁰.33s-1条件下进行热态单向拉伸试验,研究Ti-6Al-4V钛合金的变形行为,以及变形性能与变形温度、应变速率之间的关系。结果表明,Ti-6Al-4V钛合金在变形过程中呈现两种变形特征,即稳态形与软化形,且随着变形温度的升高、应变速率的降低,流动应力降低,而延伸率则升高;基于Hooke定律和Grosman方程建立的Ti-6Al-4V钛合金热态成形本构方程,在整个变形区间内可以很好的表征材料的变形行为。     

Ti-6Al-4V高强钛合金的热拉深成形

采用模内加热的方式,研究了不同加热温度和工艺条件下0. 8 mm厚Ti-6Al-4V高强钛合金板的拉深成形情况,探讨了不同因素对Ti-6Al-4V高强钛合金薄板的拉深成形影响。结果表明:温度是影响Ti-6Al-4V高强钛合金板拉深成形的关键因素,随着温度的升高,材料的拉深性能提高,在800℃时,极限拉深比达到最大值,较临界拉深温度300℃时的极限拉深比提高了45. 86%,极限拉深尺寸提高了45. 45%;随着温度的升高,拉深件的减薄率降低,厚度更加均匀。此外,压边力、润滑条件和冲压速度的变化对Ti-6Al-4V高强钛合金板的成形情况也具有较大影响。     

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.     

异步热轧对钛合金Ti-6Al-4V微观组织及力学性能的影响

通过异步/同步热轧实验研究了异步热轧工艺对钛合金显微组织和力学性能的影响。实验表征了试样的显微组织、力学性能、断口形貌和微观取向。实验结果表明,复杂应变路径较之简单应变路径能更好的细化晶粒及同时提高强度和塑性,并且表层晶粒小于中心晶粒。异步轧制工艺相比同步轧制能更好获得细小晶粒。异步轧制试样的强度及塑性值高于同步轧制试样相应值,提高异步速比可提高强度及塑性值。异步轧制试样的塑性变形机制可能是滑移,而同步轧制试样塑性变形机制为滑移或孪晶。     

铸造Ti-6Al-4V钛合金流动性研究

制备石墨型和陶瓷型两种铸型,浇注螺旋形试样,考查了Ti-6Al-4V钛合金的流动性。在真空凝壳炉下重熔Ti-6Al-4V合金,浇注流动性试样并测量其流动长度,比较两种铸型下Ti-6Al-4V以及陶瓷型下Ti-6Al-4V不同Fe含量时的流动性能。结果表明,铸型材料对合金流动性影响较大,陶瓷型流动长度高于石墨型近2倍,陶瓷型条件下Ti-6Al-4V合金流动性随Fe含量增加而略有下降,0.25%的Fe含量时流动长度约为0.05%的Fe时的80%。     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形中的组织演变及变形机制

920℃、应变速率为1×10.3和2×10.4 s.1时,对不同初始晶粒尺寸(2.6、6.5和16.2 μm)的Ti-6Al-4V合金进行超塑性拉伸变形.采用光学显微镜、透射电镜观察变形后的显微组织.结果表明,初始晶粒尺寸的不同对超塑性变形中的组织演变及变形机制有着显著的影响.拉伸变形中晶粒明显粗化,变形诱发晶粒长大是超塑性变形组织的重要特征之一;随着变形程度的增大,应变诱发的晶粒长大显著增大,并且远大于静态长大的增幅.对于细晶粒材料(2.6和6.5 μm),位错运动协调的界面滑动是其变形的主要机制.而对于晶粒较粗的材料(16.2 μm),超塑变形机制是晶界滑动与晶内位错运动的共同作用.随着晶粒尺寸的增大,以晶界滑动为主的变形方式逐渐转向以晶内位错运动为主.     

Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压有限元模拟

对Ti-6Al-4V钛合金的等通道转角挤压过程进行三维有限元模拟,分析不同的凸模下压速度对等通道转角挤压过程的影响,并结合实际的挤压过程考虑挤压后残留在模具出口通道内的残余试样对挤压下一根试样的影响.结果表明:挤压速度的提高对应力、载荷和温升的影响很大,对应变速率很敏感的钛合金应在有效细化晶粒的前提下降低挤压速度,试验中挤压速度取0.3mm·s-1;残余试样的存在使变形更均匀,但增加了挤压下一根试样时的初始阶段的载荷.     

Ti-6Al-4V钛合金激光焊缝及其变形的微观表征(英文)

观察Ti-6Al-4V钛合金焊缝的变形行为。采用激光焊方法制备焊缝,利用光学显微镜、扫描电镜、压缩力学试验、透射电镜及高分辨分析方法研究焊缝的宏观成形、微观组织、力学性能及结构。讨论了焊缝在压缩应力和腐蚀作用下的滑移变形机制。结果表明:钛合金激光焊缝的压缩强度最大可达1.191MPa;激光焊缝中可以观察到滑移行为,在断口中的滑移带最小为600nm,在腐蚀试样中发现的滑移带最小为75nm。     

Ti-6Al-4V钛合金热成形极限图及其应用

在650℃、700℃和750℃温度条件下进行Ti-6Al-4V钛合金成形极限试验,建立其热态成形极限,在此基础上,利用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,对Ti-6Al-4V钛合金热态成形的破裂缺陷进行预测,并通过试验对其结果进行验证。研究结果显示,随着温度的升高,Ti-6Al-4V钛合金的热成形极限增加,有限元分析结果与试验结果相吻合,表明该文所建立的韧性断裂预测模型具有工程参考价值。     

变形工艺参数对Ti-6Al-4V钛合金组织和性能的影响

研究了变形温度、变形程度、应变速率以及三者之间两两交互作用对Ti-6Al-4V钛合金组织和力学性能的影响.结果表明:变形程度和应变速率对力学性能的影响比较显著,在中等变形程度和较大的应变速率下成形时微观组织较为细小均匀,可以获得较高的抗拉强度和屈服强度;但工艺参数间的交互作用不容忽视,在变形温度稍低于相变点时,工艺参数间的交互作用对强度和塑性的影响显著.因此,优化成形工艺参数应根据强度、塑性等性能指标的要求,在考虑工艺参数间交互作用的基础上进行.