热处理对TC16钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

将小规格TC16钛合金轧制棒材在780℃保温2 h,进行了不同炉冷出炉温度、不同第二级退火温度及不同冷却方式的热处理实验,分析了热处理前后棒材的显微组织和力学性能。结果表明:热处理前后棒材显微组织的差异较大;随着出炉温度的降低,强度和塑性均出现先升高后降低的现象,炉冷至530℃后空冷可得到较高的强度及良好塑性;第二级热处理温度越高,强度越低,同时塑性较高;在不同的冷却方式下,炉冷可获得最优的强度塑性匹配。     

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。     

显微组织对TC16钛合金棒丝材冷镦成形性能的影响

TC16钛合金棒材在冷镦成形方面具有较大的加工和应用优势,棒材组织形貌对最终紧固件冷镦成形性有直接影响。采用不同加工方式、不同变形温度和热处理制度获得了不同组织状态的TC16钛合金小规格棒丝材,通过紧固件冷镦成形实验,研究了显微组织对冷镦成形性能的影响。结果表明,TC16钛合金丝棒材冷镦过程中的组织变形主要是纵向金属扁平化和破碎挤压的过程;纵向为等轴组织或者网篮组织的TC16钛合金棒丝材,在冷镦过程中纵向变形均匀,冷镦过程顺利;纵向为拉长组织的TC16钛合金棒丝材在冷镦过程中易产生裂纹。     

热变形温度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了热变形温度从(tβ-25℃)～(tβ 20℃)变化时,对TC18钛合金模锻件显微组织和拉伸、冲击、断裂韧度等主要力学性能的影响.结果表明:合金强度随变形温度升高变化不大,均在1 200 MPa左右;而塑性、冲击韧性以及断裂韧度等性能指标对热变形温度变化反应敏感;两相区变形时获得双态组织,合金的塑性和冲击韧性较高,ψ≥40%,aKU≥40 J/cm2;但断裂韧度偏低,KIc＜50 MPa·m1/2.β区变形时获得片状组织,合金具有较高的断裂韧度,KIc＞50 MPa·m1/2;但塑性和冲击韧性较低,ψ≥20%,aKU≥25 J/cm2.在相变点附近变形时容易导致合金组织和性能出现不均匀性.     

锻造温度对TC4-DT钛合金棒材力学性能及显微组织的影响

研究不同的锻造温度对TC4-DT棒材力学性能及显微组织的影响。结果表明:随着锻造温度的升高,试样的室温强度和塑性明显提高,但当温度升高到相变点以上时,强度开始降低。从显微组织来看,在相变点以下时,温度的升高导致初生α相含量明显降低,条状次生α相明显增多;当温度升高到相变点以上时,得到片状组织,温度越高,片状组织越粗大。因此,细小的次生α相对于强度的贡献要大于初生α相,原因是采用了同样的热处理制度,固溶强化的效果基本相同,强化作用主要由界面产生。     

置氢TC16钛合金室温变形行为

应用准静态、动态压缩等试验研究TC16钛合金的室温变形行为;利用OM、XRD等手段分析置氢后合金的显微组织和相演变。结果表明：氢降低了合金的相变点,促进了亚稳β相的生成。静态压缩时,随着变形速度和氢含量的增加,合金的变形极限先降低后增加。氢含量为0.6%(质量分数)、变形速度为100 mm/min时,合金变形能力已经达到甚至超过原始合金,流变应力较原始下降200 MPa。动态变形时,材料发生明显动态软化,流变应力表现出高温变形特征。     

电流对TC4钛合金高温压缩变形显微组织的影响

为研究电场作用下升温速度对TC4钛合金高温压缩变形显微组织的影响,利用Gleeble-1500D热-力学模拟机对原始晶粒尺寸为8和20μm的TC4钛合金小圆柱体试样,分别以不同的升温速度加热至700℃进行了压缩实验。结果表明:电流作用下的高温压缩变形后,8μm的TC4钛合金晶粒更细小,等轴性较变形前好;等轴α相增多,片层β相减少;等轴α相和片层β相的分布更均匀。20μm的TC4钛合金在大电流和小电流作用下α相和β相中都出现了蜂窝状结构,且小电流作用下的蜂窝状结构比大电流作用下的蜂窝状结构明显。同等晶粒度下,电流越大,微观组织越均匀、晶粒越细小,等轴性越好。     

退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金分别进行了920℃、940℃、960℃、980℃保温1 h空冷的退火,随后进行了金相检验、拉伸试验和拉伸断口分析,以揭示退火温度对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同温度退火的TC4合金组织主要由初生α相和次生α相组成,随着退火温度的升高,初生α相含量减少;随着退火温度的升高,合金的强度升高,塑性降低,980℃退火的合金抗拉强度和屈服强度最高,为973 MPa和961 MPa,而塑性最差,断后伸长率为2%,断面收缩率为8%;在920℃和940℃退火的合金拉伸断口有大量韧窝,具有韧性断裂特征,960℃和980℃退火的合金拉伸断口韧窝数量明显减少,出现明显的撕裂棱和解离台阶,具有韧-脆性断裂特征。     

淬火、时效温度对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过对TCA钛合金进行两相区淬火+时效处理,观察分析了不同工艺处理后的显微组织,并进行了拉伸、冲击试验,探讨淬火、时效温度对其组织和力学性能的影响.结果表明,合金的显微组织随淬火温度和时效温度升高粗化.合金强度随淬火温度升高先增加后降低,合金的塑性、冲击韧性随淬火温度升高不断降低;在相同淬火温度下,合金的强度随时效温度升高而降低,合金的塑性、冲击韧性随时效温度的升高先增加后降低.     

热处理对TC21钛合金显微组织的影响

对TC21钛合金进行双重固溶+时效热处理,研究固溶冷却速率、温度对合金显微组织的影响。研究表明,初生α相形貌主要受一次高温固溶温度控制,高温固溶冷却速率对次生α相含量及长宽比有显著的影响。高的固溶冷却速率可以保留更多的亚稳定β相,从而在时效过程析出更多细小的次生α相,导致强度增加,塑性及韧性下降。二次低温固溶温度对合金后续的时效响应有显著的影响,高的固溶温度可以保留更多的β相,促使更多细小的转变α相在时效中析出;低的固溶热处理温度导致固溶残余β相相含量减小,时效敏感性降低。时效过程导致残余β相的分解,特别是大块亚稳定β相区。     

TC4钛合金电塑性压缩流变应力分析

采用Gleeble-1500D热-力学模拟机,将不同晶粒尺寸的TC4试样分别以0、10、30、50和70℃/s的升温速度加热至700℃进行单向压缩并得到流变应力曲线图,结合SEM、TEM等研究了电流作用下TC4钛合金高温压缩过程中流变应力的变化及影响因素。结果表明,无电流时流变应力超过1000 MPa,在电流作用下可降至600 MPa以下。小电流下TC4试样发生动态再结晶,应力随应变快速增大到应力峰值,后又快速下降至稳定状态;大电流下发生动态回复,局部有动态再结晶,无应力峰值,应力最大值低于400 MPa,且电流越大,β相转变为α相的相变越完全。分析认为,TC4钛合金的流变应力受电流大小、动态再结晶和相变的共同影响,电流促进动态再结晶和相变并降低流变应力。     

TC4钛合金的TIG焊接工艺及缺陷分析

研究了4mm厚TC4钛合金板的TIC焊工艺及接头力学性能和其焊缝金相组织,并对相应的焊接缺陷做了分析,总结出焊接电流为100—120A时,焊缝质量最佳,接头力学性能也良好。     

应用Murty准则优化TC11钛合金高温变形参数

在THERMECMASTOR-Z型热模拟试验机上对原始等轴组织的TC11钛合金进行热压缩实验,采用基于Murty准则的加工图技术研究该合金在990-1080℃、0.001-70 s-1变形参数范围内的微观变形机制和流变失稳现象,并优化该合金的高温变形参数.结果表明, α β两相区的较佳变形参数为990-1008℃、0.001-0.02 s-1,以990℃、0.001 s-1附近为最佳,其变形机制为超塑性.在β单相区,中等变形程度(ε<0.6)下的较佳参数为1030-1080℃、0.001-0.1 s-1,以1060-1080℃、0.001 s-1附近为最佳,其变形机制为动态再结晶;而大变形程度(ε>0.6)下的较佳参数为1020-1060℃、0.004-0.6 s-1,以1040-1050℃、0.016-0.07 s-1附近为最佳,其变形机制也是动态再结晶.失稳区出现在β单相区内,其参数范围为1000-1080℃、4.0-70 s-1,在该失稳区会出现β晶粒的不均匀变形;应变速率在0.001 s-1附近时,在β单相区变形会出现β晶粒的动态粗化.     

循环温度场作用下空冷态TC4合金的拉伸性能和显微组织的变化

对１０２０、９５０和９００℃空冷的ＴＣ４合金在－１９６～３５０℃间进行了热循环试验，测定了热循环前后的拉伸性能。结果表明：经１０００次热循环后强度上升，塑性下降，合金中的位错密度增大，形变孪晶的数量增多，其中９５０℃空冷合金的强度上升幅度最大，剩余塑性也最大     

钛合金板料激光曲线弯曲及热辐射对其组织性能的影响

研究了激光能量密度、路径曲率和扫描次数对TC4（Ti－6Al-4V）板料弯曲变形的影响规律,同时,分析了热辐射对板料显微组织和表面硬度的影响。结果表明：（1）存在一个最的能量密度值使板料一次弯曲所获得的的弯曲角度达到峰值;（2）随路径曲率的增加,弯曲角度减小;（3）第一次扫描以后的扫描次数与弯曲角度呈准线性关系。（4）合适的工艺参数不会导致材料显微组织变化,且激光热辐射对材料表面有淬火效应,使加热区材料表面硬度均有所提高。     

Ti含量对Nb-Si基超高温合金组织及相成分的影响

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Si基超高温合金,分析了Ti含量对合金组织及相成分的影响规律。结果表明,合金中Ti含量对初生(Nb,X)_5Si_3的晶型及其尺寸和含量有明显影响。当Ti含量较低时(Oat%~10at%),初生硅化物为α-(Nb,X)_5Si_3;与未添加Ti的合金相比,含Ti合金的硅化物含量明显增加;当Ti含量为18at%~20at%时,初生硅化物为α-(Nb,X)_5Si_3和γ-(Nb,X)_5Si_3,但α-(Nb,X)_5Si_3的含量随着合金中Ti含量的增加而减少;当Ti含量为22at%~30at%时,初生硅化物仅为γ-(Nb,X)_5Si_3。随合金中Ti含量的增加,α-(Nb,X)_5Si_3的尺寸增大,但γ-(Nb,X)_5Si_3尺寸基本不变。Ti在Nbss和γ-(Nb,X)_5Si_3中的含量均随合金中Ti含量的增加而增加,但Ti在α-(Nb,X)_5Si_3中的含量较低且基本不随合金中Ti含量的增加而变化。     

新型Cu-Fe-C复相合金的制备及其变形行为的研究

本文采用真空熔炼和快速凝固方法制备了组织优异的新型Cu-Fe-C复相合金,并通过金相、SEM、TEM、XRD以及力学性能测量分别对复相合金铸态和冷轧态显微组织变化和变形行为进行了研究。结果表明,当凝固界面推移速率满足V_cp时,微米级和纳米级的Fe-C相可均匀弥散分布于合金基体内,不过微米级Fe-C粒子对应的此速率范围远小于纳米级Fe-C粒子的;由于溶质元素Fe在Cu基体内的固溶和不同尺寸Fe-C相的存在,使得熔铸态复相合金具有较高的加工硬化率(n=0.5149);80%冷轧变形可诱发合金基体内的Fe-C相发生γ-Fe→α-Fe相变,充分利用这一相变可用于调控Cu-Fe-C复相合金的强度和加工变形性能;虽然熔铸态和冷轧态合金均具有较好的协调变形性能,但是相比而言,Fe-C相处于FCC结构时的熔铸态合金可表现出更好的协调变形行为;此外,本文根据复相铜合金的组织演化以及拉伸断口形貌提出了该类合金协调变形和断裂模型示意图。     

HIGH TEMPERATURE DEFORMATION MECHANISM AND CONSTITUTIVE EQUATION OF Ti-40 BUREN RESISTANT TITANIUM ALLOY

1.IlltroductionAsacriticalmaterialItitaniumanditsalloyshavebeenwidelyusedinaerospaceindustry.Sincetitaniumpossessesbetterperformancesthanconventionalstmcturalmaterials,suchasstrength--to--weightratio,corrosionresistance,heatresistanceetc.,theapplicationsinlarge--scalefanbladesinaircraftjetenginebecomespossible,andthehighthrustengineandthehighmachntllnberaircraftcanberealized.HoWever,titaniumanditsalloyscanbeignitedandburntundersomespecialconditions.Therequirementofaircraftengineswithmuchhighp…     

Ti对Ml(NiCoMnTi)_5合金相结构和充放电循环性能的影响

研究了微量 Ｔｉ在 Ｍｌ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５合金中的作用．结果表明,在铸态条件下,Ｔｉ几乎全部以 ＴｉＮｉ３第二相的形式在晶界析出,退火处理后 ＴｉＮｉ３相消失,但 ＳＥＭ和 ＥＤＳ表明 Ｔｉ取代了 ＡＢ５型化合物中 Ａ侧的稀土 Ｍｌ;而不是 Ｂ侧的 Ｎｉ．Ｔｉ在 Ａ侧的取代量以 ５％为宜．此时合金在铸态和退火态的放电容量都在 ３１０ ｍＡ·ｈ／ｇ以上．进一步提高取代量虽然会改善循环稳定性,但大大降低了放电容量．     

HYDROGEN EFFECT ON DEFORMATION BEHMIOR OF TITANIUM ALLOY AT HIGH TEMPERATURE

1.IntroductionContinuousfiberreinforcedtitaniummatrixcompositeshavepotentialapplicationatelevatedtemperature.Anewmethodhajsbeentriedbyoneofthepresentautho.s[1'21toalleviatethedeleteriousinterfacereactionbetweenthefiberandthematrix,whichislikelytooccurinthiscompositeduringfabrication.Previous.orb[llshowedthattitaniummatrixcompositecanachievefullconsolidationatrelativelylowtemperaturewiththeaidofhydrogenasatemporaryalloyingelement.Furtherstudyalongthisdirectionshouldbebasedonacomprehensiveunders…