Ti-600合金蠕变性能及硅对其蠕变性能的影响

研究了Ti-600合金在3种温度(550、600、650℃)、5种应力(150、200、250、300、350 MPa)下的蠕变性能,并分析了硅化物对合金蠕变性能的影响。研究结果表明,Ti-600合金具有较小的稳态蠕变速率及较大的蠕变激活能,反映出该合金具有较好的蠕变抗力。当温度升高、应力增大时,Ti-600合金的稳态蠕变速率增大。600℃下,当蠕变应力高达350 MPa时,Ti-600合金的稳态蠕变速率低至3.72×10-7s-1。Ti-600合金的蠕变激活能最高可达574.6kJ·mol-1,最低为332.7 kJ·mol-1。在蠕变过程中,Ti-600合金内析出了S2型(TiZr)6Si3硅化物,能够钉扎位错、阻碍位错滑移,提高合金的蠕变抗力。     

热处理工艺对GH4169合金蠕变性能的影响

通过蠕变性能测试和组织观察,研究了不同热处理工艺对GH4169合金蠕变性能的影响。结果表明:经过标准热处理之后,热连轧合金较径锻合金析出的δ相更少,蠕变性能更好。直接时效热处理后的热连轧合金几乎不析出δ相,其蠕变寿命接近于标准热处理径锻合金的两倍。径锻合金蠕变过程产生穿晶断裂,而热连轧合金蠕变过程产生沿晶断裂。     

Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W合金的高温氧化行为

通过热等静压制备2%Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W(摩尔分数)合金(Nb_p/TiAl合金),并于1 280℃热处理24 h使元素扩散充分,富Nb区转变为层片组织与γ晶粒。在800、850和900℃空气中进行恒温氧化,利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪和电子探针显微分析,研究合金氧化前后的物相组成和氧化膜的结构,揭示Nb_p/TiAl合金的氧化机理。结果表明：Nb_p/TiAl合金在800、850与900℃恒温氧化时的氧化动力学曲线均为抛物线型,在100 h氧化后单位面积的质量增量分别为3.32、7.36和17.27 g/m²;合金表面均形成了具有保护性的氧化膜,氧化膜为TiO₂/Al₂O₃/(Al₂O₃+TiO₂+NbO)/(TiN+Ti₂AlN+AlNb₂)的多层结构,能有效抑制O元素在合金中的扩散,提高...     

稀土Gd对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金组织的影响

 通过光学金相和扫描电镜观察分析了Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr（at.%）合金中添加微量稀土Gd对合金铸态和变形组织的影响。发现,含稀土Gd的TiAl合金铸造组织晶粒尺寸细小;变形宏观组织中均匀变形区较大,变形组织动态再结晶的体积分数高,层片分解较完全。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

钇对Ti-43Al-9V合金组织性能的影响

采用OM，XRD，SEM和TEM等测试方法，分析了稀土元素(Y)对Ti—43Al—9V合金显微组织以及力学形能的影响。实验结果表明，Ti—43Al—9V—0．3Y合金由γ相、α2相、B2相和YAl2相组成；添加稀土可以细化Ti—43Al—9V合金的晶粒尺寸，并促进细小的α2／γ层片形成以及细化粗大的α2／γ／B2层片。对TiAl合金力学性能测试表明，适量添加稀土Y(0．3％，原子分数)可明显改善合金的室温强度和塑性，但过量添加将会造成材料性能降低；断口分析表明过量添加稀土导致沿晶断裂比例增加将损害TiAl合金的性能。     

织构对先进锆合金蠕变性能各向异性的影响

研究了两种组织形貌相似的先进锆合金M5TM和N36锆合金核燃料包壳管材的单轴拉伸和内压蠕变性能.利用x射线衍射仪分析了它们的织构.试验发现两种先进锆合金包壳材料的蠕变性能表现出明显的各向异性.根据试验条件下的蠕变机理,结合弹性粘塑性自洽模型定性地分析了织构对锆合金管材蠕变各向异性的影响,解释了先进锫合金各向异性随应力指数变化的共性规律.揭示了织构与先进锆合金管材蠕变各向异性的定性关系.由于成分和织构因素的共同作用,在研究的试验条件下,N36合金的初始蠕变应变、稳态蠕变速率低于M5合金.织构是合金蠕变行为产生各向异性的主要原因,对于再结晶状态的先进锆合金包壳管,具有(0002)织构特征时,应力指数越高(即施加的应力水平越高),其蠕变的各向异性值越大.     

热处理和合金元素对Ti-6Al-7Nb合金显微组织及机械性能的影响

Ti-6Al-7Nb虽然是Ti-6Al-4VELI材料和典型的生体用钛合金，但是关于热处理条件及合金元素对其显微组织和机械性能的影响几乎还没有研究。因此在投入大量生产制造时，就有必要研究最佳热处理条件，并且掌握好在成分规格范围内的合金元素的作用。所以，在本研究中调研有关热处理条件对本合金的显微组织及机械性能的影响。另外，认为对强度贡献很大的α-相稳定化元素，即主要是指合金元素Al和微量添加元素O，对该合金机械性能的影响也一并同时进行调查。     

快堆包壳用ODS铁素体合金的蠕变性能

对比正在快堆中服役的奥氏体钢和主要候选材料之一的铁素体－马氏体钢的蠕变性能,对作为先进快堆包壳用最有前途的三种ODS（Oxide dispersion strengthened)铁素体合金的蠕变行为进行了研究。     

回火析出相对1Cr10Co6MoVNbN蠕变性能的影响

1Crl0Co6MoVNbN是一个重要的航空材料，热处理对其力学性能有很大的影响，主要研究了回火析出相对1Crl0Co6MoVNbN蠕变性能的影响，结果表明，在550—680℃之间，随着回火温度的提高，钢的蠕变性能出现了抛物线型变化规律，这与钢中MC析出相中V Mo的量有良好的对应关系。     

生物医用Ti-6Al-7Nb合金高温变形行为研究

为了研究用于外科植入生物材料Ti-6Al-7Nb合金的热变形行为,利用Gleeble 2000热模拟实验机对Ti-6Al-7Nb合金在750～900℃温度范围和0.001～10.000 s-1应变速率范围内进行等温热压缩实验,试验在氩气保护下进行,采用金相显微镜和透射电镜观察热变形后的组织;通过计算变形激活能分析Ti-6Al-7Nb合金在热压缩过程中的变形机制。结果表明:流变应力在经历加工硬化阶段后均表现出流变软化现象,在较低应变速率ε=0.001～0.100 s-1时,材料的软化主要受α相动态再结晶影响;而在较高应变速率ε=1～10 s-1时,材料基本不发生再结晶,其软化是由于钛合金在变形过程中的绝热效应造成的。通过Arrhenius方程计算出合金在750,800,850和900℃下的变形激活能分别为209.25,196.01,194.01和130.40 kJ.mol-1;在750～850℃下的激活能接近于α-Ti的自扩散激活能(200 kJ.mol-1),表明在750～850℃的变形由α-Ti自扩散参与的动态再结晶控制;在900℃下激活能略低于β-Ti的自扩散激活能(160 kJ.mol-1),说明在900℃下的变形机制由β相的动态回复控制。综合考虑变形行为与组织细化因素,温度在750～850℃,变形速率在0.01～0.10 s-1范围为良性热加工区域。     

置氢0.11%Ti-6Al-4V合金超塑变形行为及其机制

研究了置氢0.11%的Ti-6Al-4V在800～900℃温度范围和3×10(-4)～1×10(-2)s(-1)应变速率范围内的超塑变形行为,应用光学显微镜研究了变形过程中的组织演变.结果表明:置入0.11%的氢能够显著改善Ti-6Al-4V超塑变形行为,峰值应力较原始合金降低了15～33 MPa,应变速率敏感性指数m值提高至0.497,变形激活能为322 kJ·mol(-1);在840～860 ℃温度范围和3×10(-3)～1×10(-3)s(-1)应变速率范围内,具有最佳超塑性,其延伸率最高达到1530%.0.11%的氢使α相及β相软化的同时促进了动态再结晶,提高了位错的攀移能力并且降低了位错密度;α和β两相比例未发生显著变化,适当的比例在变形过程中有利于两相相互抑制长大.置氢后超塑变形机制与未置氢相同,主要为界面的滑动和晶粒的转动,而位错的运动及动态再结晶为其协调机制.     

Effect of Initial Microstructure on High-Temperature Dynamic Deformation of Ti-6Al-4V Alloy

One of the attractive properties of Ti-6Al-4V alloy is control of microstructure through heat treatment to vary the mechanical properties. In this study, three different microstructures, Lamellar, Widmanstätten, and Martensitic morphologies, were created through heat treatment at a post-β transus temperature followed by cooling at different rates. With faster cooling rates, the microstructures evolved finer lamellae, smaller colony sizes, and thinner grain boundary layers. High-temperature dynamic compression was conducted on these specimens at a strain rate of 1000 s⁻¹ and temperatures in the range of 23 °C to 1045 °C. Flow stresses decreased linearly with colony size and grain boundary layer thickness, but increased with inverse square root of lamellar thickness. This strong correlation of flow stress to several microstructural feature sizes indicated multiple modes of deformation. All three microstructures showed identical thermal softening. The softening rate was intensified at elevated temperatures due to hcp → bcc allotropic phase transformation. Gangireddy modification to Johnson–Cook model could account for this augmented softening and the modified J–C model predicted the three microstructures to follow a similar thermal softening coefficient m = 0.8. The kinetics of phase transformation appear to be very rapid irrespective of the microstructural differences in the Ti-6Al-4V alloy.

     

外科植入物用钛合金Ti—6Al—7Nb的研究

在工业生产条件下制备了外科植入物用Ti-6Al-7Nb钛合金,并对其化学组成、机械性能和微观组织进行了研究。Ti-6Al-7Nb合金的成分和性能完全达到国际标准ISO5832－11和美国ASTMF1295标准要求,其组织为大量α相＋少量β转相。     

Comparison of the Microstructure, Tensile, and Creep Behavior for Ti-22Al-26Nb (At. Pct) and Ti-22Al-26Nb-5B (At. Pct)

The effect of the addition of 5 at. pct boron on the microstructure and creep behavior of a nominally Ti-22Al-26Nb (at. pct) alloy was investigated. The boron-modified alloy contained boride needles enriched in titanium and niobium, and because to these borides, this material was considered to be a discontinuously reinforced metal matrix composite. These needle-shaped borides made up to 2 pct of the volume and were up to 158-μm long and 22-μm wide. The effect of boron on the mechanical properties was evaluated through in-situ creep testing and tensile testing at room temperature (RT) and 650 °C. Overall, the addition of 5 at. pct boron proved to be detrimental to the tensile and creep behavior. The composite exhibited a brittle failure and lower elongations-to-failure than the monolithic material. The in-situ tensile and creep experiments revealed that the deformation process initiated in the boride needles, which cracked extensively, and significantly greater primary creep strains and creep rates were exhibited by the composite.

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Ti-6Al-7Nb钛合金热加工与热处理工艺研究

研究了Ti-6Al-7Nb合金不同热加工与热处理工艺引起的显微组织和力学性能变化，探讨该合金组织变化的特点和性能变化的内在规律。结果表明，在工业化生产条件下，Nb元素添加采用铌钛中间合金，选用适宜的铸锭熔炼工艺参数，可以获得成分均匀、无富Nb偏析的优质铸锭。在两相区锻造或轧制后坯料在700℃～800℃范围内退火，合金组织与性能均能满足ASTM和ISO标准要求。     

Influence of Laser Treatment on the Creep of the Ti-6Al-4V Alloy

Titanium and its alloys are excellent materials for structural applications in components submitted to high temperatures because of their high strength, weight ratio, good corrosion resistance, and microstructural stability. However, the affinity to oxygen is one of the main factors that limit their application as structural materials at high temperatures. The objective of this work was to estimate the influence of laser treatment on the creep of a Ti-6Al-4V alloy. Constant load creep tests were conducted at 873 K (600 °C) in a standard creep machine at a stress of 125 to 319 MPa. Samples with a gage length of 18.5 mm and a diameter of 3.0 mm were used for all tests. It was observed that the effect of the oxidation was smaller and the behavior of the creep curves showed that the life time in laser treated samples was better than in the received samples. An increase of ductility of final strain and in the lifetime for the laser-treated material was observed. The decrease of the steady-state creep occurred in conjunction with the oxidation process reduction, showing that for the Ti-6Al-4V alloy, the lifetime is affected strongly by the laser treatment with an increase in this superficial protection.