合金元素对β-γTiAl合金热处理组织的影响

以Ti-Al-M三元合金(M为V、Mo强β相稳定元素)为对象,研究了合金元素V、Mo、Al对其铸态组织以及不同热处理条件下显微组织的影响。增加β相稳定元素可以将β相保留在室温,但是仅通过降低Al含量而获得β相凝固合金(Ti-38Al),铸态组织中不含β/B2相。Al含量较高时,添加β相稳定元素仍不能消除枝晶偏析。在合金淬火组织中,增加V、Mo元素或者降低Al元素含量可以发生马氏体转变。在双步热处理过程中,由于1320℃淬火的过饱和作用,Ti-Al-Mo合金经过1200℃随炉冷却后,组织内将会同时析出β相和γ相,形成β+γ的混合组织。     

β相区凝固的铸造γ-TiAl基合金的微观组织(英文)

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及差示扫描量热仪(DSC)研究Ti-43Al-4Nb铸态合金及其热处理态合金的显微组织以及相转变行为。结果表明:通过从β相区凝固的方法可以获得组织细小的铸态Ti-43Al-4Nb合金;凝固过程中γ晶能够直接从β相中形核,β相与γ相沿初始α晶界共存,有效地抑制了铸态Ti-43Al-4Nb合金晶粒的长大;Ti-43Al-4Nb合金在凝固过程中的相转变顺序为L→L+β→β→α+β→α+βr→α+γ+βr→(α2+γ)片层+γ+βr;经1250℃、16h热处理后,Ti-43Al-4Nb合金的显微组织与铸态组织相比有一定程度的粗化;由于Nb元素的充分扩散以及β相的非平衡状态,经过上述热处理过程后残余β相能够被完全消除。     

β-γ高Nb-TiAl合金组织转变及拉伸性能研究

本文研究了β稳定元素Cr和Mn的掺杂对高Nb-TiAl合金的组织、相组成、凝固路径及室温、高温拉伸性能的影响。实验结果表明,Ti-45Al-8Nb-0.4B（原子分数,%,下同）合金中分别加入2Cr、2Mn或1Cr1Mn后,铸态组织中B2相逐步增加,而α2相逐步减小。1Cr1Mn合金转变为由γ+B2两相组成的新型β-γ高Nb-TiAl合金。凝固路径由L→β→β+α→α+γ+β→α2+γ+B2转变为L→β→β+γ→B2+γ。Cr和Mn的同时添加具有更明显的β相稳定作用。室温拉伸结果表明,随着B2相含量的增加,合金的强度与延伸率均降低。而在900℃条件下,合金延伸率出现先降低后升高的现象。这说明,高温下合金中β相含量达到一定程度时（本研究为14.4 %）,有利于协调变形。     

Mo对镍基单晶高温合金组织及持久性能的影响

通过在不含Mo的基础合金USTB-F7中添加1.5%(质量分数)Mo,形成合金USTB-F9,研究Mo对镍基单晶高温合金组织稳定性和持久寿命的影响。1 100℃时效与热处理组织的研究分析表明:合金USTB-F7中γ′相形貌介于球形和立方形之间,属中间态形貌;经长期热处理2 000 h后,其形貌保持稳定,仅发生粗化而未产生筏排现象。Mo的添加使γ相中Re、Mo和Cr等元素含量增加,提高了合金USTB-F9的γ/γ′点阵错配度和γ′相的立方度,从而加速长期热处理过程中的筏排化进程,仅200 h就发生明显的筏排现象。同时,Mo强烈促进富含Re、Mo、W和Cr等元素的P相和σ相的析出,使析出时间由合金USTB-F7的700 h提前到合金USTB-F9的100 h。在1 100℃和140 MPa下的持久性能测试表明,尽管Mo的添加提高了γ′相的体积分数和错配度,并促进筏排组织的形成,有利于合金持久性能的提高;但由于Mo促进TCP相的大量析出,从而使合金的持久寿命降低。     

TC21合金α+β→β相变时膨胀与合金元素 配分行为

采用膨胀法、OM、SEM和TEM研究了TC21钛合金在连续加热过程中α+β→β时线膨胀效应和合金元素的配分行为。结果表明： TC21合金在连续加热过程中α+β→β时长度的变化,一方面来源于密排六方α相向体心立方的β相的转变影响,另一方面合金α相不断溶解过程中伴随着α相稳定元素和β稳定元素在两相中的配分,也会导致试样的轴向长度变化。同时发现在α+β→β过程中,α相中Al元素随着α相不断溶解浓度逐渐下降,而在β相中浓度逐渐升高,由于合金元素Al含量增加对α相体积影响不大,但使β相的体积缩小,这是TC21合金长度收缩的主要原因。然而合金元素Mo、Cr、Nb在α→α+β转变过程中又向α相中扩散,在相互扩散过程中还在α/β界面上出现成分不平衡的现象。     

合金元素、加工与热处理对新型近β型钛合金TiZrMoNb力学性能的影响及微观分析

系统研究了不同合金添加元素(Mo、Zr、Nb)、加工及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论保持医用钛合金生物力学相容性匹配的影响因素和方法。研究发现：TiNbZrMo合金中增加Zr、Mo元素含量使合金强化,而增加Mo、Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量。经过固溶处理后强度和弹性模量降低,而时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量提高。新合金冷热加工性能好,无明显各向异性,经过适当热处理可以达到高强度、低弹性模量和优良的塑韧性、疲劳性能综合匹配     

Cr和Mn元素掺杂对高Nb-TiAl合金组织转变及拉伸性能的影响

研究了β稳定元素Cr和Mn的掺杂对高Nb-TiAl合金的组织、相组成、凝固路径及室温、高温拉伸性能的影响。结果表明,Ti-45Al-8Nb-0.4B(at%,下同)合金中分别加入2Cr、2Mn或1Cr1Mn后,铸态组织中B2相逐步增加,而α_2相逐步减少。1Cr1Mn合金转变为由γ+B2两相组成的新型β-γ高Nb-TiAl合金。凝固路径由L→β→β+α→α+γ+β→α_2+γ+B2转变为L→β→β+γ→B2+γ。Cr和Mn的同时添加具有更明显的β相稳定作用。室温拉伸结果表明,随着B2相含量的增加,合金的强度与延伸率均降低。而在900℃条件下,合金延伸率出现先降低后升高的现象。这说明,高温下合金中β相含量达到一定程度时(本研究为14.4%),有利于协调变形。     

Ti—10Mo—8V—1Fe—3.5Al合金

前言Ti—10Mo—8V—1 Fe—3.5Al钛合金属于亚稳定β型钛合金。合金中由于加入了相当多的稳定β相元素Mo和V,使α β→β相转变温度大大降低,因此在固溶处理可以得全β组织。这种组织具有较高的塑性和较低的强度,易于冷加工和冷成形。在时效     

Mo含量对含β相TiAl合金组织和力学性能的影响（英文）

采用非自耗真空电弧熔炼Ti-45Al-5Nb-xMo-0.3Y(x=0.6,0.8,1.0,1.2)合金试样,研究Mo含量变化对含β相TiAl合金显微组织和力学性能的影响规律。研究表明,Mo元素的偏聚使β相呈不连续网状分布于γ/α_2片层团边界。当Mo含量超过0.8%时,β相在枝晶间微偏析区易形成γ相。在T_α转变温度以上进行均匀化热处理可使β和γ相得到有效消除。对初始铸态和均匀化热处理态TiAl合金的组织性能进行对比分析发现,添加过量的Mo元素容易引起微偏聚,从而降低材料的强度和显微硬度,而均匀化热处理可使得其力学性能得到明显改善。     

Ta、Co对新型高强抗热腐蚀单晶高温合金组织稳定性的影响

研究了Ta、Co对一种新型高强抗热腐蚀单晶高温合金微观组织及1000 ℃长期时效中组织稳定性的影响。结果表明,随Ta含量的增加,γ′相溶解温度提高,完全热处理后的γ′相尺寸先增大后减小,Co降低了γ′相溶解温度,减小了γ′相尺寸并且降低了γ′相的含量;1000 ℃长期时效过程中,随Ta含量的提高,γ′相粗化速率先降低后升高,Co降低了γ′相的粗化速率,γ/γ′两相错配度和元素的扩散是影响γ′相粗化速率的主要因素;Ta提高了合金中γ′相的含量,促使Re、W、Mo、Cr元素向γ基体中分配,促进了TCP相的析出,Co降低了Re、W、Mo、Cr元素在γ基体中的分配,降低了基体的过饱和度,抑制了TCP相的析出。     

V对DZ417G合金组织性能的影响

为掌握合金化元素v对DZ417G合金力学性能及微观组织的影响,熔炼出具有不同V元素含量的合金,并进行了力学性能测试和微观组织形貌观察.结果表明,随着V含量增加,DZ417G合金的高温断裂强度和塑性均有所提高.测定结果表明,760℃、725 MPa条件下,随V元素含量的提高合金的持久寿命增大,由90 h提高至245 h.对DZ417G合金微观组织观察表明,随合金中V含量的提高,合金中共晶相数量增加,合金中的碳化物析出数量增加,分散程度增大,合金中的碳化物组织变得更加细小.经热处理后,合金中枝晶干处γ’相为细小立方体型γ’相.     

Mo元素含量对TiAl合金微观组织及力学性能的影响

设计了4种不同Mo含量的TiAl合金,使用扫描电子显微镜、纳米压痕、热模拟压缩等手段对Mo-TiAl合金的微观组织以及力学性能进行了研究。结果显示,随着Mo含量升高,组织中γ相含量逐渐减少,而β相含量逐渐增多。Mo元素主要以β相的形式存在于TiAl合金中。在热等静压过程中,Mo元素从γ相和α₂相向β相中扩散;Mo-TiAl合金的纳米压痕硬度在Mo含量为1.59%（原子分数,下同）时达到最大,并且纳米压痕硬度和片层间距呈负相关;随着Mo含量升高,Mo-TiAl合金热压缩流变应力降低,Mo含量为2.11%和3.94%的TiAl合金由于Al元素偏析导致其塑性较差。     

新型医用β-Ti13Nb13Zr合金组织

研究了β-Ti13Nb13Zr合金的热处理工艺过程和不同热处理时的组织。利用光学显微镜和X射线衍射等手段分析了热处理工艺对合金组织的影响规律。结果显示,合金铸态和固溶处理的组织为β相,均匀化和固溶＋时效处理后组织为β相、α相和ω相,改变时效温度和时效时间可以有效地控制不同相的含量。     

Ti6242合金组织演化的精细分析

以等轴组织Ti6242合金为研究对象,采用光学显微镜与扫描电镜2种组织观察手段,结合图像处理软件的自动处理与统计学方法,分析了不同热处理制度下合金组织的精细特征与演变规律。建立了采用体积分数Vα、尺寸Dα、分布密度ρα和聚集程度Eα4个参量来精确定量描述等轴初生α相特征及演化的方式,发现V_α、D_α、ρ_α和E_α均随固溶温度的升高而减小,V_α和ρ_α分别满足线性和抛物线规律;V_α的减小速度随温度升高而增加,随时间的延长而降低。随V_α减小,β相中Al元素含量增加,Sn、Zr和Mo三元素含量均降低;4种合金元素在α与β两相中的含量差异变小。850与800℃下,β相的[Mo]_(eq)分别落入α+β型和亚稳β型钛合金对应的[Mo]_(eq)区间,水淬后β相分别发生马氏体转变和保留亚稳态。     

Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.3B合金中β相行为和特征

采用元素粉末经热压烧结法制备了新型Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.3B合金,研究了热处理工艺对合金组织中β相转变行为及其力学性能的影响。结果表明,粉末冶金态Ti Al合金中β相呈条带状,与γ相形成块状组织。热处理能显著改善材料的组织均匀性,使B2/γ块状组织逐渐转变成α_2/γ层片组织,β相转变行为特征为吸收Ti、Al元素,排出Nb元素。温度是热处理过程中组织均匀化的主控因素,在共析温度Te附近热处理时(1100~1160℃/24 h),B2相逐渐溶解但不能完全消除,而在α相转变温度Tα以上短时热处理和稳定化低温热处理后,如1400℃/2 h/FC+850℃/6 h/AC,B2/γ块状组织可完全消除,且组织粗化不严重。初始态B2相纳米硬度为6.69 GPa,弹性模量为175.4 GPa,热处理导致其纳米硬度和弹性模量逐渐降低。     

Ti-6Al-4Mo(Cr,V)合金的组织特征及拉伸性能

比较分析了Ti-6Al4Mo、Ti-6Al-4Cr、Ti-6Al-4V钛合金经热处理后的显微组织及拉伸性能.结果表明,在相同的热处理状态下,Ti-6Al-4Mo、Ti-6Al-4Cr、Ti-6Al-4V钛合金中的α相尺寸呈现Mo、Cr、V依次增大的趋势.而不论热处理状态是否相同时,单位质量合金元素的强化效果均按照Cr、Mo、V的顺序降低.三种合金在α+β两相区退火后,具有较好的塑性且塑性基本相当,但Ti-6Al-4Mo合金经β退火后拉伸塑性较低.     

新型高强度钛合金47Ti-45Zr-5Al-3V退火后的微观组织与力学性能

通过对47Ti-45Zr-5Al-3V合金进行不同温度退火处理,对其微观组织与性能的演变规律进行研究。结果表明,经过高温锻造后的47Ti-45Zr-5Al-3V合金由α+β相组成,在550℃以上温度热处理时合金中α相向β相转变。随温度升高合金中β相含量增加,当温度为800℃时α相全部转变为β相。热处理对47Ti-45Zr-5Al-3V合金的力学性能的影响取决于α相和β相含量。合金抗拉强度随β相含量增加降低,而伸长率增加。     

β钛合金的形变热处理

β钛合金可通过得到室温下过饱和的β相固港体，再进行热处理使之桥出细小的。相以求强化．还可利用厂相可冷加工的特点，将加工与时效组合进行形变热处理强化．为此，开发了卢钛合金强韧化的各种形变热处理方法．β纯合全的相变和强动化β合金是马氏体相变点低于室温的合金，从β区快冷可得到室温β相．室温为α＋β相的是β相的亚德区，时效时析出α相而强化．此外，亚德．相低温下还产生β→β1＋β2两相分离和β→ω相的相变，也对组织控制和机械性能有影响．典型亚稳厂合金Ti－！SV－3Cr－3Sn－3AIm一15－3）合金的基本热处理，是由…     

MO对高Nb-TiAl合金凝固路径及凝固组织的影响

采用真空非自耗电弧炉制备了TiAl合金锭,研究了Mo含量对高Nb-TiAl合金凝固路径及凝固组织的影响.结果表明,Mo的添加改变了Ti-46Al-6Nb0.2B合金的凝固路径并明显细化了合金的凝固组织.Mo含量(摩尔分数)为1%时,合金的凝固组织不仅包含α2和γ相,还有少量的β相.β相大多以网状形态聚集于晶界,也有少量呈条状分布于片层团内.随着Mo含量增加,铸锭中β相的含量增加.结合相图,给出了不同Mo含量时高Nb-TiAl合金的凝固路径.     

Zr对口腔用Ti-xZr-Mo合金的组织及耐磨性的影响

采用非自耗电弧炉制备了Ti-xZr-5Mo合金,利用X射线衍射仪、倒置金相显微镜、维氏硬度计、磨损试验机,测试并分析了Zr元素对合金的相结构、显微组织、硬度(HV)和磨损性能的影响.结果表明,Ti-xZr-5Mo合金主要由等轴的α晶粒组成,随着Zr含量的增加,合金中α相比例增大,但在慢速冷却过程中,Zr可以和β相稳定元素(Mo)一起,稳定β相至室温,使得退火后合金β相比例增大;且随着Zr含量的增加,合金的硬度(HV)值、耐磨性均显著提高.