TA15钛合金多向锻造组织和拉伸性能研究

通过多向锻造工艺制备不同变形道次和变形温度的TA15钛合金试样,利用金相观察、EBSD、晶粒尺寸统计和准静态拉伸试验,分析变形过程中组织形貌、晶粒尺寸、相含量、晶界取向差和力学性能的变化。结果表明：TA15钛合金经700 ℃中温多向锻造后获得显著细化的等轴组织,且随着变形道次的增加,促使大角度晶界含量增加,同时晶粒尺寸逐渐减小,3道次后初生α平均晶粒尺寸细化至约为6.0 μm,变形后组织为α+β相,相比初始组织α相含量减少,β相含量增加;在800 ℃和900 ℃变形条件下晶粒尺寸增加,但小于初始试样;坯料的强度经多向锻造后有较大提升,700 ℃、3道次后材料抗拉强度为1443 MPa,延伸率为13.6%,比初始试样略有降低,900 ℃材料抗拉强度为1178 MPa,延伸率提高到15.8%,综合性能得到明显提升。     

Al-Nb-B细化纯镁原位拉伸变形机制及其断裂机理EI北大核心CSCD

以纯镁为细化对象,研究Al-2.8Nb-0.3B(中间合金)作为晶粒细化剂对铸态纯镁微观组织、拉伸变形及断裂行为的影响。结果表明:随着中间合金的添加量由0增加至7.14%,晶粒由毫米级的柱状晶细化至平均直径约196μm的等轴晶,最大拉伸应力由53.8 MPa提升至185.4 MPa,滑移线的平均间距由17.9μm减至1.3μm。纯镁经7.14%中间合金细化后的拉伸断裂过程与细化前的存在显著区别:细化前,晶粒内部首先产生滑移线,随后裂纹在最深的滑移台阶处萌生、扩展,并最终断裂;细化后,晶粒内部同样先产生滑移线,但随后裂纹沿晶界处的第二相β-Mg_(17)Al_(12)_萌生裂纹和扩展,直至最终断裂。纯镁经7.14%中间合金细化后,合金发生显著的细晶强化,但细化后合金晶界处形成数十微米的β-Mg_(17)Al_(12)_相,降低了合金的延展性。     

复合形变热处理对TA15近α钛合金组织和性能的影响

研究等温变形的条件下形变热处理对TA15近α型钛合金显微组织细化的效果。结果表明,复合形变热处理可明显细化TA15钛合金的显微组织,并在一定程度上改善TA15钛合金的综合力学性能。单相区的高温形变热处理可细化β晶粒并获得细针状马氏体α’和亚稳态的β相,两相区较低温度的形变热处理,可进一步细化由α’马氏体和亚稳β相分解而来的细针状α＋β相。经过复合形变热处理,TA15钛合金的室温性能和高温性能均有所提高,其中高温持久性能提高幅度较大,但是室温伸长率稍有下降。复合形变热处理是细化钛合金显微组织和提高力学性能的有效途径。     

热处理对锻压TA15钛合金棒组织和性能的调控北大核心CSCD

对锻压TA15钛合金试样进行700~820℃的退火处理,保温2 h后空冷,研究热处理工艺对锻压TA15钛合金的力学性能的影响。通过观察热处理后锻压TA15钛合金的显微组织变化,统计初生α相的相对体积分数。结果发现,在700~820℃退火处理后,锻压TA15钛合金的显微组织中主要存在初生α相和次生α相,以及较少的基体β相;随着退火温度的升高,初生α相的含量逐渐减少,相对体积分数由70.35%降至46.42%,次生α相的相对体积分数由3.84%升高至18.26%。对比不同热处理温度下试样在室温和高温(500℃)条件下的拉伸性能,820℃退火处理后的试样在室温时的抗拉强度为986 MPa,伸长率为13.5%,强度和塑性具有较好的性能匹配。     

激光冲击强化对TC17钛合金微观组织及拉伸性能的影响

分别采用20、25和30 J脉冲激光冲击TC17钛合金,研究其微观组织演变、表面形貌及粗糙度变化、残余应力分布以及室温拉伸性能。研究结果表明:25 J激光冲击强化后,冲击影响层α相晶粒平均尺寸由激光冲击前的11.17μm减小到6.93μm,晶体内部产生高密度位错、孪晶以及层错缺陷,位错密度由冲击前的8.11×10~(13) m~(-2)增加到3.59×10~(14) m~(-2)。20,25,30 J激光冲击强化,试样表面粗糙度减小(0.922、0.537、0.305μm),表面残余应力增大(–213、–296、–774 MPa)。激光冲击强化后TC17钛合金屈服强度提升30～70 MPa,激光冲击强化诱导晶粒细化对TC17钛合金的抗拉强度影响较小。     

TA15钛合金大型锻件“中心亮线”组织缺陷形成及抑制措施

通过工艺试验研究了热变形过程中TA15钛合金大型锻件的组织性能演变规律。结果表明：TA15钛合金在950、965和980℃的条件下进行热变形,变形量过大,锻件中心部位发生显著再结晶细化,形成“双套”组织。新生α相组织约为3～5μm,与初生α相组织(约为10μm)存在显著差异,从而导致了锻件低倍组织呈现出“中心亮线”组织缺陷,该组织缺陷所在区域的强度和塑性等力学性能比正常区域低。同时,发现随着变形温度上升,变形量降低至80%以下,可抑制组织缺陷的产生、提高锻件性能。通过探究“中心亮线”组织缺陷的形成原因,获得了抑制组织缺陷产生的工艺条件,为高性能大型钛合金整体锻件成形制造提供了依据。     

C添加对近β钛合金显微组织及性能的影响

研究了在不同热处理条件下C元素的添加量对近β钛合金Ti-4Al-5Mo-8V-2. 5Cr-1Sn-2Zr微观组织及力学性能的影响。结果表明:C元素添加对近β钛合金在不同热处理条件下的微观组织均有显著影响。C元素添加会导致β晶粒的细化,当C元素添加量由0%(体积分数,下同)增加到3%时,固溶处理后合金的β晶粒尺寸由137μm降低至25μm,且尺寸更加均匀。当C元素添加量持续增加时,β晶粒开始长大。经时效处理后,随着C元素添加量的增加,次生α相尺寸和体积分数均减小。相比于单级时效,双级时效呈现出更多的次生α相。此外,单级时效后晶界处的次生α相会随着C元素添加量的增加而逐渐消失。由于受晶粒细化、TiC颗粒和次生α相的影响,随着C元素添加量的增加,合金的显微硬度和拉伸强度明显提高,塑性降低。     

Ti6321合金丝成形过程中组织结构和性能演变研究

采用孔模热拉拔工艺制备Ti6321合金Ф2.9mm丝材,研究了丝材成形过程中组织结构和力学性能的演变规律。研究结果表明,初生α相平均晶粒尺寸由10.5μm减小至2.1μm左右,微观组织得了显著的细化,抗拉强度由1035MPa提高至1250MPa。采用扫描电镜观察了丝材的拉伸断口,为典型的韧性断裂。并采用EBSD研究了丝材内部织构,存在(0001)⊥轴向织构和{0001}<10-10>织构,晶粒细化和织构是造成丝材强化的主要原因。     

电脉冲连续退火对AZ91镁合金带材组织和性能的影响

研究了电脉冲连续退火对冷轧时效态AZ91镁合金带材显微组织和力学性能的影响。结果表明:电脉冲退火在较低的温度下快速完成了α-Mg基体的再结晶,可显著细化晶粒。当退火温度为210℃时,α-Mg基体发生完全再结晶,其平均晶粒尺寸由冷轧态的约30μm减小为约7μm,带材的抗拉强度由冷轧态的410 MPa减小至334 MPa,断后伸长率由冷轧态的3.7%增大至23%。电脉冲退火后带材的拉伸断裂方式由冷轧态的脆性沿晶断裂转变为韧性穿晶断裂。电脉冲在其热效应和非热效应的共同作用下快速完成再结晶过程以及β-Mg17Al12相阻碍α-Mg基体晶粒长大,是电脉冲退火细化晶粒的主要原因。     

多向压缩对7085铝合金挤压材组织和力学性能的影响

通过对合金进行X射线衍射(XRD)及电子背散射衍射技术(EBSD)分析、拉伸性能测试,研究了多向压缩对合金组织和力学性能的影响。结果表明:多向压缩可以显著细化合金晶粒(由87.7μm降低到17.9μm),晶粒细化机制主要是动态再结晶;提高抗拉强度110 MPa,合金主要通过时效强化和固溶强化。