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。     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

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.     

变形量对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金组织和性能的影响

研究了两相区总变形量对Ti-6A-2Zr-1Mo-1V合金组织与力学性能的影响.结果表明,在相同的热处理制度下,随着变形量的增加,合金的室温拉伸、高温拉伸性能及ak相应增加,合金的组织变得细小、均匀,且弥散的α颗粒逐渐增多.合金中弥散α颗粒的增多可能是合金强度提高的主要原因.     

热处理工艺对Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD等方法研究了固溶时效热处理对近β型钛合金(Ti-3Al-6Mo-2Fe-Zr)显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,初生α相的含量逐渐降低,经930 ℃固溶处理后,合金为单一β相。固溶温度在830 ℃以下时,随着固溶温度的升高,初生α相逐渐转变为β相,第二相强化作用减弱,合金强度逐渐降低,塑性逐渐提高,断裂方式为微孔聚集型;固溶温度在830 ℃以上时,随着固溶温度的升高,β相晶粒逐渐粗化,合金强度降低,塑性下降,断裂方式由微孔聚集型断裂向解理断裂转变。随着固溶温度从780 ℃升高至930 ℃,初生α相的含量降低,β/α相界逐渐减少,耐腐蚀性能提升。经780 ℃固溶1 h(水冷),500 ℃ 时效6 h(随炉冷却)处理后,细小针状的次生α相于亚稳β相中沉淀析出,合金强度显著提高,但塑性下降。     

新型医用钛合金Ti-39Nb-6Zr显微组织和力学性能的研究

通过室温拉伸试验、光学显微镜、透射电镜等分析方法,研究热处理工艺对Ti-39Nb-6Zr合金显微组织和力学性能的影响.实验结果表明:合金在900℃固溶0.5h后,抗拉强度和屈服强度随冷却速率降低而升高,即抗拉强度值大小关系为:水淬<空冷<炉冷;合金在350℃低温时效后弥散析出ω相,ω相为高温时效时α相析出提供有利形核位置,有利α相均匀析出,α相有强化基体作用,能提高合金强度和弹性模量,当热处理制度为900℃×0.5h,AC+350℃×4h+450℃×24hAC时,合金抗拉强度、屈服强度最大,分别为710和670MPa,弹性模量为65.4GPa.     

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。     

高强韧Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-2Nb-1Cr-0.1Si-xFe钛合金的组织和压缩性能

利用光学显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度计、电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)等分析测试方法,研究了Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-2Nb-1Cr-0.1Si-xFe(x=0,0.4,0.8,质量分数,％)铸态合金双重退火后的组织和力学性能.结果 表明:3种铸态合金的...     

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-6.5Al-1Mo-1V-2Zr钛合金的组织和力学性能研究

Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金采用真空非自耗熔炼制备铸锭,且在1200℃的β区进行均匀化和开坯,在两相区选择3个温度(700、800和900℃)采用模锻工艺制备样品.采用SEM和EBSD等测试方法以及室温拉伸试验,分析了合金的铸态和锻态的微观组织以及锻态合金不同方向的力学性能.结果表明:锻态Ti-6.5Al...     

Oxidation and embrittlement of Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo alloy

Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo titanium alloy is a candidate material for multiwall thermal protection system concepts for advanced space transportation system vehicles. The total oxidation kinetics for this alloy, exposed to laboratory air in the 593–760°C range, were monitored by thermogravimetric analysis. The oxide thickness was measured by microscopy and the substrate contamination was estimated from microhardness measurements. Tensile elongation was determined for selected foil specimens after exposure to simulated space shuttle reentry conditions. The variation of total weight gain with time was found to have two distinct parabolic stages separated by a transient region. This transient was due to a process which involved an increase in the parabolic growth rate constant for the oxide and a simultaneous increase in oxygen solubility at the oxide metal interface. The time dependent increase in oxygen solubility at the interface was from about 7 at. % in stage 1 to about 18 at. % in stage 2. The diffusion coefficient for oxygen in the alloy was determined as a function of temperature using the difference between the total weight gain in stage 1 and the corresponding weight gain due to oxide growth. A model for the total oxidation kinetics, accounting for the two individual components namely oxide growth and solid solution formation, is proposed. The activation energy for the diffusion of oxygen in the alpha-solid solution is shown to be roughly equal to the activation energy for the degradation of tensile elongation for the alloy in the foil gage condition.     

Effect of hydrogenation on the microstructure of Ti-5.6Al-4.8Sn-2.0Zr alloy

The hydride phase in the Ti-5.6Al-4.8Sn-2.0Zr alloy after hydrogenation was investigated through TEM and XRD analysis. The experimen-tal results show that the phase transition temperature of the hydrogenated Ti-5.6Al-4.8Sn-2.0Zr alloy is decreased approximately by 150-200℃. XRD analysis verifies that the hydrogenation treatment accelerates the phase transition process from α phase to β phase of the Ti-5.6Al-4.8Sn-2.0Zr alloy, so as to decrease the phase transition temperature of the alloy. Meanwhile, TiH2 hydride (δ phase) with strip structure appears in α phase and β phase.     

Hydrogen-induced hot workability in Ti-6Al-4V alloy

The effect of hydrogen on hot deformability of Ti-6Al-4V alloy was investigated by isothermal hot compression test with temperature of 800 ℃ and velocity of 0.1 mm/s. By optical microscopy （OM） and transmission electron microscopy （TEM）, the influence of hydrogen on the microstructural features was systematically examined including the morphology of a grain, volume fraction of a phase and dynamic recrystallization （DRX）. The flow stress shows an initial decrease but a later increase with the increase of hydrogen content. The minimum of peak compression flow stress is obtained when 0.2% hydrogen is added into the alloy. The hydrogen-induced softening of Ti-6Al-4V alloy may be that hydrogen induces the increase of proportion of soft β phase, the increase of DRX and the increase of extent of twins.     

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。     

增材制造Ti-6Al-4V合金组织及疲劳性能研究进展

金属增材制造技术可实现大型复杂钛合金零件的高性能自由实体成形,在航空、航天、动力、能源等领域的应用日益广泛。基于材料成形过程中组织和性能间的密切关系,本文简述了增材制造Ti-6Al-4V合金的沉积态和热处理态组织、织构特征,拉伸和疲劳性能,指出了当前增材制造Ti-6Al-4V合金研究中存在的关键问题,并对增材制造Ti-6Al-4V合金的发展趋势进行了预测。     

Ti-6Al-4V钛合金组织对其室温吸氢行为影响的研究

本文采用电解充氢的方法研究了具有不同组织形貌的Ti-6Al-4V钛合金的室温吸氢能力的差异及其形成原因。研究表明,Ti-6Al-4V钛合金组织形貌不同,其室温吸氢能力也有明显的不同。双态组织的室温吸氢能力最弱,而魏氏组织的室温吸氢能力最强。β相的形貌、数量、连续性等组织特征对其吸氢能力影响很大,而α相的组织特征对其吸氢能力影响相对较小。双态组织的Ti-6Al-4V钛合金应该具有更好的抗氢脆效果。