氢含量及工艺参数对Ti600合金激活能的影响

通过热模拟实验研究了含氢量及工艺参数对Ti600合金的激活能及高温性能的影响.结果表明,当w(H)>0.2%且逐渐增加时,由于此时氢元素的固溶强化作用大于其对B相的稳定作用,流变应力回升.在分析变形温度、变形程度、和应变速率对流动应力的影响的基础上,依据Arrhenius方程对实验数据进行回归,得到了Ti600合金在w(H)=0.2%时的激活能,为钛合金置氢工艺的进一步研究提供了理论依据.     

Ti600合金的高温本构方程

采用热模拟压缩试验研究了Ti600合金在变形温度为800～1100℃、应变速率为0.001～10s-1范围内应力-应变曲线的变化规律。研究结果表明:Ti600高温钛合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小;随着应变的增大,合金的真应力-真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值,然后渐渐出现流变“软化”现象。以经典的双曲正弦形式的模型为基础建立了Ti600合金热变形的本构方程,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值。     

置氢对Ti-55高温钛合金超塑变形行为的影响

钛合金的超塑成形技术在工业领域已经得到广泛的应用,但其成形温度高,成形速率低的问题大大限制了该技术的发展。向钛合金中添加适量的氢,可有效改善合金的热加工性能。以Ti-55高温钛合金为对象,通过金相观察、高温拉伸试验等方法,研究了置氢对合金微观组织和超塑变形行为影响,得出了氢含量、变形温度和初始应变速率对其伸长率和峰值应力的影响规律。研究发现,置氢0.1%之后,合金在825℃变形时伸长率提高了95.5%,峰值应力降低了37.8%;置氢0.1%使得Ti-55的最佳超塑成形温度降低了约125℃;置氢后合金对于变形温度和应变速率的变化更加敏感,且最佳超塑性的温度和应变速率范围变窄。     

Cu-Ni-Si-Ag合金动态再结晶及组织演变

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下的流变应力行为进行了研究.分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系.并研究了在热压缩过程中组织的变化.结果表明:热模拟实验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数n,应力参数α,结构因子A,热变形激活能Q和流变应力方程.合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响.     

Ti600合金的高温本构方程

采用热模拟压缩试验研究了Ti600合金在变形温度为800～1100℃、应变速率为0．001～10s^-1范围内应力一应变曲线的变化规律。研究结果表明：Ti600高温钛合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小；随着应变的增大，合金的真应力一真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值，然后渐渐出现流变“软化”现象。以经典的双曲正弦形式的模型为基础建立了Ti600合金热变形的本构方程，同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值。     

基于自洽模型的置氢Ti6Al4V合金流动应力预测

对不同置氢量Ti6Al4V合金在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了等温压缩实验,实验温度为750、800、850、900、950和1000℃,应变速率为1 s^-1。结果表明,Ti6Al4V合金的流动应力随置氢量增加先减小后增大,变形温度为750、800和850℃时,置氢量0.31%(质量分数,下同)合金流动应力最低;变形温度为900、950、1000℃时,流动应力最小值对应的置氢量分别为0.17%、0.1%和未置氢。基于自洽模型建立了置氢Ti6Al4V合金高温变形本构模型,该模型通过调整氢对β相的强化作用和氢对β相转变温度的降低反映置氢对Ti6Al4V合金流动应力的影响。与实验结果对比表明,所建立的本构模型可以准确预测流动应力随置氢量和变形温度的变化。     

粗晶Ti60合金的高温压缩热变形行为

通过热模拟试验机Gleeble-3500,在变形温度960～1080℃、应变速率0. 001～10 s(-1)、变形程度为50%的条件下对粗晶Ti60合金进行了热压缩试验研究。研究发现Ti60合金在粗晶状态下的流变应力随着变形温度的升高以及变形速率的降低而降低,基于应力-应变数据建立的Arrhenius双曲正弦函数能够很好地描述粗晶Ti60合金的本构关系,可用于合金的开坯变形应力预测。根据热加工图确定了粗晶Ti60合金的变形稳定区和失稳区,结合微观组织观察发现稳定区内发生了典型的动态再结晶现象,为粗晶Ti60合金的开坯变形参数选择提供了依据。     

Ti8LC合金热变形及其微观组织

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Ti8LC合金在温度为850～1000 ℃、变形速率为0.001～0.1 s-1、最大变形程度为60%的条件下,进行恒应变速率高温压缩模拟试验研究,分析合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化.结果表明:Ti8LC合金流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率条件下,真应力水平随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,通过回归计算,建立了一种Ti8LC合金的本构方程;根据试验分析,在850～950 ℃温度时变形,主要发生动态再结晶,随着温度的升高,软化机制主要是动态回复.     

半固态Al-4Cu-Mg合金的变形行为及组织演化

以热模拟压缩实验为基础,研究了变形工艺参数(包括变形温度、应变速率和变形程度)对半固态Al-4Cu-Mg合金变形力学行为和微观组织的影响.研究结果表明:半固态Al-4Cu-Mg合金的流变应力峰值对变形温度和应变速率的变化比较敏感;变形温度和应变速率对稳态流动应力影响较小.应变速率对流变应力峰值的影响与变形温度有关.变形工艺参数对微观组织的影响为:随着变形温度的升高和应变速率的减小,α相晶粒平均尺寸增大,半固态Al-4Cu-Mg合金变形后的组织仍保持近球状组织,这与变形过程中固态α相的流动方式有关.     

Cu-Ni-Si-Cr合金高温热压缩变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对Cu-Ni-Si-Cr合金在变形温度为600～800℃、应变速率为0.01～5 s-1条件下的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究,分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,并研究了在热压缩过程中组织的变化.结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响.     

Influence of thermo hydrogen treatment on hot deformation behavior of Ti600 alloy

Hot compressive deformation of Ti600 alloy after thermo hydrogen treatment (THT) was carried out within hydrogen content range of 0-0.5%, temperature range of 760-920 ℃ and strain rate range of 0.01-10 s-1. The flow stress of Ti600 alloy after THT was obtained under hot deformation condition, and the influence of hydrogen on work-hardening rate (S*), strain energy density (U*), and deformation activation energy (Q) was analysed. The results show that the flow stress of Ti600 alloy decreases remarkably with the increase of hydrogen when the hydrogen content is less than 0.3%. Both S* and U* decrease with the increase of hydrogen when the hydrogen content is less than 0.3%, and when the hydrogen content is more than 0.3%, S* and U* increase with hydrogen addition. The value of Q decreases with the increase of strain at the same hydrogen content. The addition of small quantity of hydrogen leads to an increase of Q at small strain values, and when the strain reaches 0.6, the value of Q decreases gradually with the increase of hydrogen. When the hydrogen content is within the range of 0.1%-0.3%, the flow stress of Ti600 alloy is decreased when being deformed at the temperature range of 760-920 ℃.     

Ti600合金的高温变形本构关系

采用GW-1200A型控制器配合高温加热炉在WDW-300电子万能试验机上通过等温压缩实验研究了Ti600合金在温度为25?800℃、应变速率为10-4和10-3 s-1条件下的热变形行为,获得了该合金在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了该合金的高温本构关系。结果表明:Ti600合金在较高的温度(600和800℃)下流变应力随应变速率增大而增大,在较低温度(25和300℃)时变化不太明显。在一定的应变率条件下,随着温度升高流变应力降低。考虑到Ti600合金在不同温度下的真应力-真应变曲线随温度变化的发展趋势,建立了修正的井上胜郎高温本构关系,与实验结果对比验证了模型是可靠的。通过扫描电镜(SEM)观察发现,在室温准静态压缩条件下Ti600合金的断裂形式以脆性断裂为主,同时在局部区域出现韧性断裂特征。     

氢对Ti3Al—Nb合金组织和高温变形的影响

研究了氢对一种Ｔｉ３Ａｌ基合金（Ｔｉ－２４Ａｌ－１４Ｎｂ－３Ｖ－０．５Ｍｏ．ａｔ％）组织和高温变形的影响。结果表明,渗氢使所研究合金的Ｏ相中氢化物,这些氧化物在高温下分解,留下一些位错误,渗氮还使Ｏ相的体积发散下降,在高温变形中,氢的存在可促进Ｏ相的动态再结晶和Ｂ２相中的位错运动,并能降低变形过程激活能,同时,对氢降低合金高温变形的流变应国的机制进行了分析。     

Ti2AlNb合金高应变率下流动应力特征与本构关系

利用电子万能试验机和分离式Hopkinson压杆得到Ti_2AlNb合金准静态拉伸曲线及高应变率下动态压缩应力-应变曲线,观察分析变形后试样的微观组织,研究其高应变率下的流动应力特征。结果表明:在应变率2500～7500 s-1范围内,Ti_2AlNb合金的流动应力对应变率有较强的敏感性,且具有应变强化、应变率增强及增塑效应;应变率为5500、6500、7500s-1的3组试样中观察到了与加载方向约成45°的绝热剪切带。改进Johnson-Cook本构模型,拟合实验数据得到Ti_2AlNb合金室温下的动态塑性本构关系,与实验对比,改进后的模型能够较好地描述Ti_2AlNb合金在高应变率下的流动应力。     

Ti600，TC21和Ti40合金吸放氢行为

研究Ti600,TC21和Ti40合金的吸放氢行为。结果表明,Ti600,TC21和Ti40合金的吸氢与放氢的初始温度分别为573和578.5 °C,580和628.1 °C,515和540 °C。Ti600和TC21合金的吸放氢行为相似,而Ti40合金的吸放氢能力优于其他两种合金。     

近α型、(α+β)型和近β型钛合金的高温力学性能

研究了近α型TA15和Ti60、(α＋β)型TC21和近β型TB17钛合金在100、400、500、600、650和700 ℃时的高温力学性能。结果表明,温度在100~500 ℃时,TB17合金的高温强度最高,TA15合金的高温强度最低,TC21合金的高温强度高于Ti60合金;当温度超过600 ℃后,TB17合金的高温性能变化幅度最大,强度最低,Ti60合金的变化幅度最小,强度最高,TC21合金的强度介于TA15与Ti60合金之间,并逐渐与TA15合金接近;当温度在100 ℃时,4种合金应变硬化和应变软化作用相当,应力-应变曲线处于较为平衡的状态;当温度在400 ℃时,TB17合金变形以应变软化为主,应力随着应变增加显著降低;当温度在600 ℃时,TC21和TA15合金变形也开始以应变软化为主,但TA15合金应力的下降幅度低于TC21合金;直到温度在650 ℃时,Ti60合金变形才以应变软化为主。     

EFFECT OF HYDROGEN ON HIGH TEMPERATURE PLASTICITY OF Ti-6Al-4V ALLOY

The effects of various hydrogen contents on the flow stress(σ),strain rate sensitivity expo-nent(m)and the tensile elongation(δ)of Ti-6Al-4V alloy were studied.Themicrostructure of the alloy was also investigated.The results indicate that,a suitable amountof hydrogen in the alloy can reduce the flow stress in the temperature range 800—860℃.Consequently,the superplastic temperature can be decreased and the ductility improved.     

Influence of Hydrogen on the Microstructures and Superplasticity of a Ti_3Al-Nb Alloy

Thermohydrogen processing (THP) has received much attention in recellt years. Muchwork has been done in hydrogenation and dehydrogenation of Ti and Ti alloys to modify theirmicrostructUres and improve their mechanicalproperties [l--5]. Some work has been done inTHP of Ti,AI based alloys [6M], but little workhas been reported in the effect of hydrogen onthe superplastic behavior of Ti,AI alloys. In thepresefit work, microsttucforal changes due tohydrogenation and the effect of hydrogen as…     

考虑摩擦和温升效应的Ti60合金流变曲线修正

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机对Ti60合金进行等温恒应变速率压缩实验,获得该合金在变形温度700~950℃,应变速率0.001~10 s^-1和真应变0.51条件下的流变曲线。通过考虑摩擦和温升效应对流动应力的影响,对Ti60合金实测流变曲线进行修正。结果表明,摩擦和温升效应对Ti60合金流动应力均具有较显著的影响,且摩擦效应随着应变的增加而增加,而温升效应随着变形温度的降低和应变速率的升高而增加。经摩擦和温升修正后的流变曲线接近于流动稳态型,它能更准确地反映Ti60合金在等温恒应变速率条件下的流动应力对真应变的动态响应。     

V合金在聚变堆环境中的使用脆性

利用高温氧化和氢化等方法模拟在聚变堆环境中多种 V-Cr-Ti-Al-Si合金因吸O和H而造成的脆性，并利用国外测试的V合金中子辐照后性能数据， 分析了V合金的中子辐照脆性.V合金在450℃～600℃惰性气体中的高温氧化符合抛物线 规律，除V4Ti3Al合金外，O含量升高使合金的延性降低.H、O联合作用下的V合金表现出了很 强的氢脆敏感性.对含O量为800 μg/g的V4Cr4Ti合金，当H含量超过50 μg/g后表现出明显 的拉伸脆性.中子辐照使V合金的屈服强度升高，而塑性降低，特别是低于400℃的低温中子 辐照，V合金表现出很强的辐照致脆倾向.研究中发现V合金吸氢、中子辐照和形变后的强化 具有等强的降低合金塑性的作用，为此建议采用细晶强化来解决V合金的氢脆和辐照致脆问 题.