硼含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响

研究了硼元素含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响。无硼的Ti-1023合金高周疲劳S-N曲线位置最低,添加0.05%的硼元素后,合金的疲劳极限仅增加了2 MPa,但高周疲劳S-N曲线高应力段明显上移。当硼元素含量为0.1%时,Ti-1023合金的疲劳极限提高10%以上,S-N曲线的位置最高,其疲劳性能得到全面提高。进一步添加硼元素后,S-N曲线位置基本不变。无硼的Ti-1023合金疲劳条带较为清晰,添加硼元素后,Ti-1023合金疲劳试样裂纹源全部位于表面,裂纹前沿区域脆断痕迹明显,解理断面趋于平整,疲劳条带越来越模糊。这是由于添加硼元素后,Ti-1023合金内部的临界裂纹尺寸会减小,使其抵抗疲劳裂纹失稳扩展的能力降低,综合考虑,Ti-1023合金中硼元素的添加量不宜超过0.1%。     

表面缺陷对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后加工成旋转弯曲高周疲劳试样,试样中间位置用电火花加工成不同尺寸的孔洞以模拟叶片的表面缺陷,在980 ℃、应力分别为400 MPa和500 MPa条件下,研究表面孔洞对合金高周疲劳性能的影响,用扫描电镜分析了疲劳试样的断口形貌.结果表明,与标准试样相比,带有孔洞合金的高周疲劳寿命都有不同程度的降低,随着表面孔洞尺寸增大,合金的疲劳寿命逐渐减小.在合金试样的高周疲劳断口上可见疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区.相对于标准试样,带有孔洞试样疲劳源除了试样表面,还有表面孔洞,所有试样都为多源疲劳断裂.与高温下拉伸持久的断裂机制不同,高温下旋转弯曲高周疲劳为类解理断裂.      

热处理对Ti-6Al-4V ELI合金厚板组织与性能的影响

研究了热处理对Ti-6Al-4V超低间隙（ELI）合金厚板组织与性能的影响。结果表明，Ti-6Al-4V ELI合金经α＋β区热处理后得到双态组织，强度、塑性都较高；经β区热处理后得到片层组织，细片层组织强度较高。片层粗化后，强度降低。当片层尺寸小于某一临界值（-5μm）时，延伸率随着片层的粗化升高，当片层继续粗化时，延伸率反而下降。     

固溶时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响

研究了时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响，结果表明：经不同固溶温度及时间的时效处理，使合金得到了明显的弥散强化，合金HRC硬度高达43。     

FeSO4浓度对Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层性能的影响

通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层的微观形貌、相组成和化学成分,采用拉伸试验机及红外光谱仪(FTIR)测试了膜层的结合强度以及5～20μm波段内的红外发射率。结果表明,随着(NaPO_3)_6电解液中FeSO_4浓度的升高,膜层的厚度、粗糙度及结合强度增加,红外发射率呈先增加后减小的趋势,其中,Fe SO4浓度为6 g/L时膜层的红外发射率达到最大值0. 86。结合XRD与XPS测试结果,推断元素Fe与P分别以非晶态的Fe_2O_3、H_2PO_4~-、P_2O_7~(4-)存在。Fe掺杂与非晶态的无序结构特征有利于局域能级的生成和增强原子间的极性振动,进而提高膜层的红外发射率。     

熔滴对TB6钛合金高周疲劳性能影响

利用典型应力对比试验,研究了烧伤熔滴对,TB6钛合金旋转弯曲疲劳和轴向拉.拉疲劳的影响,并分析了烧伤熔滴的形貌和疲劳试样的断口特征.结果表明:熔滴处易形成富氧和富氮层脆性相,在应力作用下极易开裂成为疲劳源;另外,熔滴会导致基体组织发生变化,对基体一般产生第二类烧伤,破环试样表面的完整性,从而加速疲劳试样破坏,也会成为断裂源,显著降低其高周疲劳性能,对TB6钛合金高周疲劳有严重影响.     

TiO_2纳米管表面改性的Ti-6Al-4V合金的疲劳性能研究

正植入体不仅需要具有生物相容性,保证与人体内腐蚀环境无任何反应,还必须与人体骨骼有较好的整合能力。多种表面改性技术均可使植入物材料克服惰性特性,与活体组织成功结合,提高其与活体组织的骨整合能力。当前许多研究表明,在钛及钛合金表面形成高度有序排列的TiO_2纳米管是最有望促进钛基植入体与活体组织结合的方法。然而,     

激光冲击强化对Ti-6Al-4V合金表面完整性及疲劳性能的影响

研究了激光冲击强化处理对Ti-6Al-4V合金表面完整性及疲劳性能的影响。采用表面粗糙度仪、显微硬度计和X射线衍射残余应力仪分别对激光冲击强化前后Ti-6Al-4V合金表面完整性进行了表征。在PQ-6旋转弯曲疲劳试验机上测试了经激光冲击强化处理的Ti-6Al-4V合金107周次条件下的疲劳极限,用扫描电镜分析了疲劳断口形貌,探讨激光冲击强化机制。结果表明,激光功率密度越大,表面粗糙度越小,表面残余压应力和表面硬度值越大,残余压应力层和硬化层深度越深;与原始试样相比,激光冲击强化试样的疲劳极限提高了33.3%,原因是激光冲击强化可以显著降低合金表面的粗糙度,改善合金的表面完整性,产生深层的残余压应力场和表面硬化层,将疲劳裂纹源由表层转移到次表层,有效地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升合金的疲劳抗力。     

影响K4130合金高周疲劳性能的因素

研究了晶粒度、第二相及夹杂物含量与K4130合金高周疲劳性能的关系.研究结果表明晶粒度大小和第二相的形态及分布对合金的疲劳性能有一定的影响,非金属夹杂物是产生疲劳裂纹的危险地区,它大大降低了K4130合金的疲劳寿命.     

粉末粒度对热压Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响

以4种不同粒径的球形Ti-6Al-4V粉末为原料,采用真空热压法进行成形固结。利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机分别分析粉末Ti-6Al-4V合金的物相组成、微观组织、断口形貌以及力学性能,研究粉末粒度及其组成对烧结体微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:热压烧结Ti-6Al-4V样品致密度均可达到98%以上。不同粒度粉末烧结后的合金均为网篮排列层片状组织。合金塑性主要受原始粉末粒度影响,随原始粉末粒度增大,烧结样品的晶粒尺寸增大,从而导致合金的塑性降低。粉末粗细搭配相比于原始粗粉,有助于提高合金的塑性,从而有效降低粉末钛合金的成本。     

锻造工艺对Ti-6Al-4V合金大规格方坯组织与性能的影响

制定了3种Ti-6Al-4V合金大规格方坯锻造工艺,通过Simufact仿真软件对工艺参数进行优化,在万吨液压机上进行全流程控制锻造,制备出规格为245 mm×480 mm×3 700 mm的大规格方坯。对方坯的力学性能和显微组织进行表征,分析锻造工艺对大规格方坯组织与性能的影响。结果表明,3种工艺锻制的Ti-6Al-4V合金大规格方坯显微组织均为等轴组织,初生α相含量约占80%。工艺A和工艺B制得的方坯组织细小,均匀性好,超声波杂波水平低。工艺C锻制的方坯晶粒粗大,组织不均匀,心部存在长条及大块状α相。工艺A、B锻制的方坯有较好的强度和塑性匹配,工艺C锻制的方坯强度虽较高,但塑性相对较低。从组织均匀性、力学性能及杂波水平综合考虑,工艺A为最优锻造方案。     

表面纳米化对Ti-6Al-4V合金腐蚀行为的影响

<正>法国学者对Ti-6Al-4V合金进行表面机械磨损处理(SMAT),通过极化曲线及电化学阻抗能谱(EIS)研究了其在林格氏溶液中的腐蚀行为。实验用Ti-6Al-4V合金化学成分(质量分数)为:C 0.08%,N 0.05%,Fe 0.3%,Al 5.5%,V 3.5%,O 0.08%,H 0.015%。试样尺寸为20 mm×10 mm×3 mm,经过抛光、丙酮与蒸馏水溶液超声波清洗、烘干后进行表面机械磨损处理,试样状态为热加工态,未经过预处理或时效。SMAT处理在空气中进行,采用牌号为100Cr6的小球,第一组处理时     

热处理对Ti-6Al-4V棒材固溶时效性能的影响

概述了对飞机转动件叶片用Ti-6Al-4V(TC4)钛合金棒材通过采用不同固溶时效热处理制度的实验,以研究TC4用钛合金棒材不同热处理制度与组织、固溶时效性能之间的关系,通过对比试验得出工业化生产满足宇航结构件和转动部件用TC4棒材制定合理的固溶时效热处理制度。     

微动幅值对Ti-6Al-4V合金摩擦特性的影响

钛合金的微动磨损会加速裂纹萌生及扩展,甚至导致构件提前失效。为了在有限元建模过程中提供更加准确地反映钛合金摩擦特性的数据,更好地模拟微动磨损行为,对微动幅值为10~300μm时,球/平面接触Ti-6Al-4V合金的微动摩擦特性进行了研究,测量了不同微动幅值下的摩擦系数,对微动斑中心区域的表面形貌进行了表征,并对接触界面不同深度处的化学成分进行了检测。结果表明,微动幅值为100μm时摩擦系数最大,不同微动幅值下,摩擦系数的演变不一致,且摩擦系数的演变与微动模式有关;微动幅值的不同会导致表面形貌的差异,随着微动幅值的增大,磨屑颗粒逐渐减小,同时形状从块状逐渐向球形转变;此外,当微动幅值较大时,钛合金表面氧化严重,并伴随有氮化物的形成。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

氧含量和退火制度对Ti-6Al-4V挤压管组织与400℃高温强度的影响

本文研究了不同氧含量和不同退火制度对Ti-6Al-4V挤压管的影响,对其组织和高温强度进行了分析。结果表明,提高氧含量和采用适当的退火制度,可以提高材料的高温强度。     

β热处理对SEBM Ti-6Al-4V Diamond点阵材料显微组织和力学性能的影响

采用电子束选区熔化(SEBM)技术制备Ti-6Al-4V Diamond点阵材料,研究β热处理(1100℃/2 h/FC)对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,经β热处理后,Ti-6Al-4V Diamond点阵材料的显微组织由原始β柱状晶转变为等轴晶,针状马氏体α′相以及α+β细片层组织转变为相互平行的α+β粗片层组织,且α片层平均厚度由0.8μm增加至7.4μm。此外,Ti-6Al-4V Diamond压缩应变增加,最大可达13.1%,但强度降低;热处理对点阵材料的模量影响较小。点阵材料的结构与材料具有独立性,热处理不会改变Ti-6Al-4V Diamond点阵材料强度、模量与相对密度的指数关系。     

相比例对高压扭转Ti-6Al-4V合金晶粒细化及显微硬度的影响

冷轧态Ti-6Al-4V(TC4)合金经两种不同热处理制度处理之后,分别得到70%的等轴α相和30%的α+β片层组织(TC4-1)与25%的等轴α相和75%的α+β片层组织(TC4-2).等轴α相的晶粒尺寸分别为7.0±2μm和9.5±1.5μm.在室温下进行高压扭转,扭转过程中施加6.0 GPa的压力,扭转速度为1 r/min,分别扭转了1/4、5、10和20圈.随着扭转圈数和片层组织的增加,组织更为均匀.经20圈扭转变形后,TC4-1和TC4-2中的晶粒尺寸分别为115±30 nm和75±15 nm.随着片层组织的增加,显微硬度值显著升高.同时探讨了相比例对晶粒细化机制的影响.     

热处理温度对Ti-6Al-4V耐腐蚀性及力学性能的影响

为了改善Ti-6Al-4V合金的性能,将Ti-6Al-4V合金在90％氮气和10％氧气组成的气氛中进行化学热处理以达到表面强化的目的.试验通过扫描电子显微镜(SEM)对涂层形貌进行表征、X射线衍射(XRD)确定涂层的化学组成、利用极化曲线(Tafel)和显微硬度(HV)测试涂层的耐腐蚀性能和力学性能.测试结果显示涂层和基体结合良好,涂层由TiO2和TiN构成,在800℃处理时具有最高的硬度和最强的耐腐蚀性能.