TA15钛合金高温持久腐蚀行为研究

为深入分析热盐应力腐蚀对TA15钛合金高温性能的影响,对大规格TA15钛合金棒材进行不同的表面腐蚀处理,测试了500℃/470 MPa条件下的持久性能,并对试样表面、断口处的组织特征进行观察,分析TA15钛合金的热盐应力腐蚀机制。结果表明：在500℃/470 MPa下,TA15钛合金对热盐应力腐蚀非常敏感,导致持久寿命显著降低;在腐蚀过程中,沿着α相界(β基体)发生复杂的化学反应,形成腐蚀氧化物并向内扩散;应力作用加速了腐蚀裂纹扩展,形成沿晶断裂特征,降低了试样的持久寿命。     

TA16钛合金热加工管材工艺研究

通过对TA16钛合金挤压锭坯制备工艺技术、挤压温度、变形程度、退火工艺制度、表面处理工艺方法、化学成分、工艺与组织性能相关性的研究,掌握了该钛合金的热加工变形特点,确定了热加工的工艺路线及参数.研制出的产品具有表面优、尺寸精、性能好等特点,满足相关技术标准的质量要求.     

不同原始组织TA17钛合金的热变形行为研究

通过热压缩试验研究了不同原始组织的TA17钛合金在温度750~950℃和应变速率0.01~20 s~(-1)范围内的热变形行为,并且分析了原始组织晶粒尺寸对TA17钛合金热变形行为的影响。结果表明,TA17钛合金在750~900℃时的变形机制主要以动态再结晶为主,峰值应变随着温度升高和应变速率的降低而降低;而在900~950℃时以动态回复为主,峰值应变随着温度升高而增大。相同变形参数下,原始晶粒尺寸越小,热变形过程中的流变应力越小,动态再结晶程度越大。减小原始组织晶粒尺寸,可以有效提高TA17钛合金的热加工稳定性,扩大热加工的可加工区间。     

TA7钛合金在甲醇溶液中的应力腐蚀敏感性研究

采用慢应变速率试验，辅以扫描电镜、金相观察等分析测试技术，研究了钛合金TA7在甲醇、盐酸一甲醇溶液中的应力腐蚀敏感性。试验结果表明，钛合金TA7在甲醇中具有应力腐蚀敏感性。甲醇中加入盐酸，明显地提高了TA7的应力腐蚀敏感性。钛合金TA7在盐酸．甲醇溶液中的应力腐蚀裂纹源自点蚀孔底部。     

TA7钛合金高温变形行为研究

为了分析TA7钛合金的热变形工艺参数,通过高温压缩试验对TA7钛合金的高温变形行为进行了研究。试验温度为1123~1273K,应变速率为0.001~1s_-1。此外,提出了一种修正并联本构模型用来分析应变速率、变形温度及应变对流动应力的影响。然后,基于动态模型,建立了TA7钛合金的热加工图,并通过微观组织分析对加工图的准确性进行了验证。结果表明,TA7钛合金合理的工艺参数为变形温度1223K,应变速率0.001s_-1,而其非稳态区域位于低温高应变速率区。     

TA17合金简介

介绍了TA17合金的标准及性能。该合金具有中等强度,良好的焊接性能,抗水腐蚀性能和ECP性能。它适合在造船、化工、航空和核工业等领域推广应用。     

退火热处理对TA17钛合金激光选区熔化成形件的力学性能影响研究

针对TA17钛合金激光选区熔化成形(SLM)试验件高强度、低塑性的问题,开展不同温度、冷却方式下的退火热处理工艺研究,通过研究退火热处理前后试件的力学性能测试结果,分析退火热处理工艺对TA17钛合金SLM试件力学性能的影响.结果表明:经过900～950℃真空保温2 h后空冷的退火热处理,SLM试件的强度降低,塑性与韧性得到明显提高,整体力学性能较均衡,满足技术要求.     

钛及钛合金腐蚀行为研究进展

钛及钛合金在服役过程中会出现点蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀等问题,因此对于钛及钛合金腐蚀行为的研究极为重要。综述了近年来钛及钛合金在海洋工程、航空工业、油气开采和化学工业中腐蚀行为的研究进展及存在问题,简要介绍了钛及钛合金表面处理技术取得的研究成果,最后对该领域发展趋势进行了展望：(1)在现有研究的基础上应更深入探究钛及钛合金在多影响因素耦合作用下的腐蚀失效行为及表面处理技术;(2)注重结合实验和数值模拟等手段从微观尺度探究钛及钛合金的腐蚀机理,加快建立钛及钛合金腐蚀性能等相关数据库;(3)进一步降低各种表面处理技术的成本,开发“复合防护”技术,深入探究能够提升钛及钛合金综合性能的新型表面处理技术。     

5083铝合金表面钛铝基耐蚀涂层与TA2钛合金接触腐蚀

针对5083铝合金与TA2钛合金接触腐蚀问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr耐蚀涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层截面和与基体界面进行测试,分析涂层孔隙率和与5083铝合金基体的结合机制;采用电化学工作站测试5083铝合金、TA2钛合金、TiAl合金铸锭和涂层的极化曲线,并对比研究5083铝合金、TiAl合金铸锭和涂层与TA2钛合金接触腐蚀敏感性。结果表明:涂层孔隙率为1.4%,涂层与基体结合机制为机械结合,通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金防护涂层后,可使材料电极电位由-913.90mV升高到-572.47mV,与TA2钛合金的接触腐蚀电流密度由16.2μA/cm2降为0.21μA/cm2,接触腐蚀敏感性由E级降到A级,解决了铝合金与钛合金的接触腐蚀防护问题。     

TA15钛合金应力松弛行为研究

对TA15钛合金进行了高温单向拉伸试验,获得了试验用板材在不同温度和应变速率下的力学性能。在此基础上,开展了板材高温应力松弛试验,得到了该材料在600、650、700和750℃这4个典型温度下的应力松弛曲线。研究了温度对TA15钛合金应力松弛行为、松弛应力和松弛应变的影响,获得了应力松弛速率与时间的变化关系。结果表明:温度越高,保温时间越长,试样在卸除外载荷后,松弛应力和松弛应变较小。且温度范围700~750℃,保温时间5~8 min时,回弹消除彻底和高效,为降低回弹的较优工艺参数,研究结果可为热成形工艺、热校形工艺及紧固件的使用周期提供指导。     

Research of stress corrosion cracking of T225NG titanium alloy in loop water of high temperature and high pressure

Double cantilever beam （DCB） specimens were used to research the stress corrosion cracking of T225NG titanium alloy in loop water of high temperature and high pressure. DCB specimens were forced pre-stress, put into high pressure ataoclave , and the stress corrosion and crack expansion of specimens were observed and measured in 500 h, 1 000 h and 2000 h respectively. The results show that small expansion occurred along the direction of pre-cracking. According to calculation, the speed of cracking expansion is lower than 10 -9 m/s in 500 h and the value of K ISCC /KI is higher than 0. 75, which proves that T225NG has an excellent corrosion resistance in loop water. The main reason is that there is an oxide film on the surface of specimens. According to the analysis of energy dispersive spectroscopy （EDS） and X-ray diffraction （ XRD ） , the oxide film consists of TiO2. Therefore, the oxide film at the crack tip impedes the hydrogen separating out from the cathode to penetrate into titanium alloy and resists hydrogen embrittlement.     

TA12A高温钛合金超塑性工艺参数实验研究

为了研究TA12A高温钛合金的超塑性工艺参数,利用2 mm厚板材进行了不同温度和不同初始应变速率下的高温拉伸试验,并观察了920℃拉伸试样的显微组织。结果表明,TA12A板材在900~940℃范围内以不同初始速率拉伸的伸长率均超过400%,具有良好的超塑拉伸性能。在温度为940℃和初始应变速率为1×10~(-3)s~(-1)时,断后伸长率最大可达785%;考虑在实际生产过程中温度越高则高温驻留时间越长,对成形后的材料性能降低越明显,最终确定超塑成形的工艺参数为:温度920℃,初始应变速率1×10~(-3)s~(-1);在超塑变形过程中,拉伸段的晶粒尺寸变大是保温时间和应变诱导的共同作用结果。     

Cl~-对690合金在高温高压水中腐蚀行为的影响

采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了Cl-对690合金在高温高压水中腐蚀行为的影响。研究表明:690合金内外表面状态对其腐蚀形貌有显著影响,Cl-使得表面形成的钝化膜不均匀,出现较多的点蚀坑。溶液中的Cl-能够影响腐蚀产物膜的结构。当溶液中不含有Cl-时,腐蚀产物膜为双层结构,外层腐蚀产物为颗粒状;当溶液中含有Cl-时,腐蚀产物膜具有单层结构。XRD结果表明:两种环境中的钝化膜产物主要由Cr2O3、NiFe2O4、NiO等氧化物组成,但含Cl-条件下的氧化物较少。     

TA2钛合金真空感应碳氮共渗组织及耐磨损和耐腐蚀性能

通过真空感应碳氮共渗技术对纯钛合金(TA2)在900 ℃下进行表面改性处理,并研究了经过碳氮共渗处理后TA2钛合金表面强化层的组织结构、耐磨损及腐蚀性能。结果表明:经900 ℃碳氮共渗处理后,TA2钛合金表面生成了一层以C_0.3N_0.7Ti为主的复合层;表层的显微硬度高达2236 HV0.25,相较于未经碳氮共渗处理的试样提高了约4.4倍;碳氮共渗后试样表现出典型的氧化轻微磨损特征。在模拟体液(SBF)溶液中,碳氮共渗TA2钛合金试样的腐蚀电位向正移动,自腐蚀电流密度明显降低,耐蚀性提高。     

利用EBSD技术研究690合金在高温高压水环境中腐蚀行为

采用扫描Kelvin探针(SKP)和电子背散射衍射(EBSD)技术结合高温高压浸泡实验研究了2种不同变形量的690合金的C型环样品在浸泡后的电化学行为。结果表明:690合金在高温高压浸泡实验中生成Fe、Ni、Cr的腐蚀产物;EBSD检测统计分析得25%变形量的690合金样品Σ3晶界所占比例比50%变形量的690合金样品所占比例多10%,均有轻微不同种类的织构;扫描Kelvin探针测得浸泡后电位Ek_p都有明显的升高,25%变形量的690合金C型环样品E升高到–3.5 mV,而50%变形量的690合金C型环样品Ek_p升高到–29.2 mV,说明25%变形量的690合金表面生成的腐蚀产物膜保护性能更好。     

置氢TC16钛合金微观组织与变形行为

通过置氢处理得到不同氢含量的TC16钛合金,采用连续升温法研究了氢含量对TC16钛合金相转变温度的影响,利用光学显微镜研究了置氢TC16钛合金的微观组织,应用准静态压缩试验研究了置氢TC16钛合金的变形行为,通过磁脉冲冷镦试验研究了高应变速率下合金的变形行为。结果表明,TC16钛合金相变温度随氢含量的增加而单调递减,当氢含量达到0.30wt.%时,相变温度大约下降150℃;置氢TC16钛合金微观组织发生变化,低氢时出现了马氏体组织,高氢时主要由等轴β相组织构成;置氢TC16钛合金的应变速率敏感性增加,随着变形速率的提高,其变形性能得到改善,在高应变速率条件下压缩变形极限大于86%,通过冷镦试验制备了表面完好的托板螺母,对变形行为进行了验证。     

TA32钛合金超塑性变形行为及本构模型研究

通过单向拉伸实验研究了TA32钛合金在温度880~940 ℃、初始应变速率5×10-4~1×10-2 s-1条件下的超塑性变形行为和微观组织演变,构建了修正Johnson-Cook本构模型和BP神经网络本构模型。结果表明,TA32钛合金的流动应力与断后伸长率对温度和应变速率敏感,应变速率敏感性指数随应变量增加而减小,随温度升高而增大。温度升高和变形程度增大促进了α→β相转变和两相晶粒长大,应变速率降低使得两相晶粒有所长大。β相晶粒形貌随变形条件改变有显著变化,α相晶粒则保持等轴状。TA32钛合金的超塑性断裂模式为孔洞生长扩展导致的微孔聚集性断裂。相较于修正Johnson-Cook本构模型,BP神经网络本构模型在大范围变形条件下的预测精度更高。     

不同腐蚀介质中16Mn钢高温高压腐蚀行为的比较

采用高压釜研究了16Mn钢在含有CO2与CO2+H2S介质的NACE(5wt%NaCl+0.5wt%CH3COOH)溶液中的高温高压腐蚀行为,利用失重法计算了腐蚀速率,通过SEM,XRD,EPMA等手段分析了腐蚀产物的成分及结构。结果表明:CO2腐蚀产物主要为Fe3C;CO2+H2S腐蚀产物主要为FeS,60℃时有FeCO3形成,腐蚀主要显示以CO2腐蚀为主的点蚀特征,90~120℃时,腐蚀系统以H2S腐蚀为主导,腐蚀产生的鼓泡、阶梯状裂纹是CO2与H2S协同作用的结果,CO2会增大H2S腐蚀的敏感性,使腐蚀产生氢损伤的温度提高。