Ti-6Al-3Nb-2Zr-0.8Mo合金的焊接性评价

针对Ti 6Al 3Nb 2Zr 0.8Mo合金及其配套焊接材料,通过大量的试验研究,对其焊接工艺性能、焊接接头的抗裂性能、常规力学、断裂力学、应力腐蚀性能等进行了评价。结果表明:Ti 6Al 3Nb 2Zr 0.8Mo合金焊接性能优良,是一种优良的船用结构钛合金。     

基于TiH2原料的粉末冶金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的组织与性能研究

目的 研究烧结工艺对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织演变及力学性能的影响.方法 以TiH2粉末为原料,采用粉末冶金工艺制备低成本高性能的Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金,分析合金在不同烧结条件下组织与性能的变化规律.结果 TiH2的脱氢温度区间集中在450～700℃;Ti-6Al-3Nb-2Zr-1...     

微织构对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的应力腐蚀性能的影响

采用EBSD方法对断口以及裂纹扩展路径进行观察,研究了近α型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo组织中的微织构对应力腐蚀敏感性和裂纹扩展路径的影响规律。结果表明,微织构区域的形貌为接近平行于轧面的不规则薄片层状,长度方向沿轧向扩展,微织构区的晶粒取向为c轴趋近于与板材横向平行。当加载方向与微织构区的长度方向接近平行时,微织构区内部晶粒易于柱面滑移,降低裂纹尖端的应力集中和降低应力腐蚀敏感性;当加载方向与微织构区的长度方向接近垂直时,微织构区内部晶粒不容易发生柱面滑移和基面滑移,易于造成局部应力集中和形成微裂纹,提高板材的应力腐蚀敏感性。     

Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金室温压缩蠕变行为及位错类型研究

研究Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金在不同外加应力下的室温压缩蠕变行为,拟合了蠕变曲线,计算出蠕变发生第二阶段的临界值,并对不同应力水平压缩后的合金显微组织进行TEM观察,研究其位错滑移类型。结果表明：室温条件下,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金压缩蠕变-时间曲线符合时间强化指数模型,该合金发生蠕变第二阶段的临界值为518 MPa,这为深海装备的安全设计提供了依据。Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金室温压缩蠕变机制主要是位错滑移,其中基面滑移最容易启动,其次是柱面滑移和锥面滑移。结合微观组织分析与蠕变曲线可以判断锥面滑移对蠕变有较大贡献。     

Ti-6A1-3Nb-2Zr-0．8Mo合金的焊接性评价

针对Ti-6A1-3Nb-2Zr-0．8Mo合金及其配套焊接材料，通过大量的试验研究，对其焊接工艺性能、焊接接头的抗裂性能、常规力学、断裂力学、应力腐蚀性能等进行了评价。结果表明：Ti-6A1-3Nb-2Zr-0．8Mo合金焊接性能优良，是一种优良的船用结构钛合金。     

粉末Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金热变形能力的对比研究

采用预合金粉末热等静压工艺制备名义成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子百分数)的粉末Ti2AlNb合金,对粉末合金、经热处理的粉末合金和同种成分的熔铸Ti2AlNb合金进行了压缩实验。结果表明,粉末Ti2AlNb合金具有与熔铸变形合金相当的变形能力,热处理对粉末Ti2AlNb合金的变形能力没有明显的影响,粉末合金在低温和高应变速率下的变形抗力更低,不易开裂。采用典型粉末成型工艺制备粉末Ti2AlNb热变形坯料,在两相区进行了不同变形量的墩粗和拔长热变形。结果表明,粉末Ti2AlNb坯料变形后没有宏观裂纹,变形均匀。拉伸实验结果表明,变形后经热处理的粉末Ti2AlNb合金表现出更好的拉伸性能。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热变形激活动态再结晶的临界条件识别及表征

热压缩实验获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在温度1073～1323K,应变速率0.01～10s-1条件下的真应力-应变曲线,以此作为识别及表征动态再结晶临界条件的底层数据。对比分析流变应力曲线发现高温、低应变速率下动态回复型软化态势显著;低温、高应变速率下动态再结晶型软化态势显著。引入材料加工硬化率θ,结合θ-σ曲线拐点判据识别了流变应力曲线隐含表征激活动态再结晶的特征参量:临界应变、临界应力。采用含动态再结晶激活能Q的Arrhenius方程求得α、β、n1、n2等材料常数并获得该合金动态再结晶激活能对应变速率及温度的响应图。进一步引入表征动态再结晶临界条件的临界应变模型,获得了临界应变与各热力参数之间的数学关系,验证表明该临界模型预测精度最大为12.9%。     

渗氢对Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo锻态合金显微组织的影响

对锻态Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo合金进行了渗氢处理,研究了渗氢引起的合金显微组织的变化.实验结果表明,渗氢前的合金由α2相,O相和B2相组成,渗氢有效地促进α2相和B2相向O相的转变,且使O相组织中有γ氢化物析出.渗氢引起合金组织发生变化的本质原因是氢导致α2相和B2相的晶格畸变,以及α2相和B2相之间的元素再分配.     

热变形Ti-45Al-7Nb-0.3W合金的显微组织与力学性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究热变形(锻造、轧制)Ti-45Al-7Nb-0.3W(原子分数/%,下同)合金的显微组织与力学性能。结果表明:铸态Ti-45Al-7Nb-0.3W合金为近层片组织,主要由α2/γ层片晶团及分布在层片晶团周围的少量γ相和β相组成,层片晶团平均尺寸为100μm;经热包套锻造后,层片晶团发生破碎、扭折,并且室温抗拉强度较铸态提高了77MPa,800℃抗拉强度提高了36MPa;该锻态合金经热包套轧制后,合金组织转变为细小的双态组织,平均晶粒尺寸为25μm,合金力学性能进一步提高,其中室温抗拉强度提高到603MPa,伸长率为1.0%,800℃抗拉强度提高到716MPa,伸长率为3.6%。     

1250℃热处理对Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf合金的组织影响

采用电弧熔炼的方法制备了Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf(原子分数/%)合金.在1250℃下对其进行不同时间的热处理.使用SEM,EDS,XRD等方法进行组织分析.结果表明:多元合金化能消除Nb-Si合金中亚稳相Nb3Si;热处理能够有效改善Nb-Si多元合金中硅化物的分布、尺寸、形态和数量;热处理使得β-Nb5Si3转变为α-Nb5Si3.     

显微组织对Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si合金裂纹扩展行为的影响

两相钛合金由于具有较好的裂纹扩展抗力、断裂韧性及蠕变抗力而被广泛地应用到航空航天领域.小裂纹在较低的应力下就能扩展,且在给定应力强度因子下比长裂纹扩展更快.因此,在高周循环疲劳下,研究清楚钛合金组织对小裂纹扩展行为的影响是至关重要的.     

基于DMM加工图的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性变形参数优化识别

通过Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V（TA15）合金多组试样热物理模拟压缩实验获得温度1073～1323K、应变速率0.01～10s-1下的真实应力-应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数m、功率耗散系数η、失稳判据ξ三重指标的底层材料模型。以一组3D曲面形式揭示了应力、应变速率、温度、应变量的共同作用诱导的多种变形机制的转化及同时存在所引起的应变速率敏感系数m的剧烈响应,并通过m值的正负初步识别变形稳定区和失稳区。进一步绘制能量耗散图并识别出η值为负的不稳定变形区,以及η值为正的稳态变形区。在此基础上最后通过失稳判据分布图识别出ξ〉0的稳定变形区、ξ≤0的失稳变形区。最后将不同应变下的功率耗散图和失稳图叠加以构造最终所需的含应变影响的系列加工图。综合识别后,具有较高m值水平、较高η值水平、较高ξ值水平的稳定变形参数区间为优先推荐,具有负m值水平、负η值水平、负ξ值水平的失稳变形参数区间为避免推荐。     

退火温度对新型医用Ti-24Nb-4Zr-1.5Co合金组织和性能的影响

采用钨极电弧熔炼法制备Ti-24Nb-4Zr-1.5Co钛合金,通过控制退火温度改变空冷过程中析出的ω相含量,从而研究退火工艺对该钛合金组织和性能的影响,旨在获得具有更好综合性能的医用钛合金。使用偏光显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和电化学工作站分析组织性能变化。结果表明,随退火温度的升高,合金的抗拉强度和弹性模量降低,塑韧性有所提高。合金的耐腐蚀性能随退火温度的升高而改善。ω相会破坏合金的钝化膜从而恶化耐腐蚀性能,它的含量通过适当的热处理可以严格控制,从而使合金获得高强度、低模量、超弹性及高耐腐蚀性能的优良搭配。     

热处理对Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr合金拉伸性能的影响

研究了固溶+单级时效处理、固溶+双级时效处理、固溶+随炉冷却处理对新型亚稳β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：与固溶+单级时效处理相比,固溶+双级时效处理析出的晶内次生α相间距减小和体积分数增大而使合金的强度提高。两种热处理都使合金中生成连续的晶界α相,导致合金的塑性降低;与上述两种热处理相比,固溶+随炉冷却处理使合金中析出的晶内次生α相的间距明显减小且沿晶界生成向晶内生长的α_wgb相,使合金的强度和塑性显著提高,其抗拉强度达到1421 MPa,断后伸长率为7.7%;与次生α相的体积分数相比,其间距是影响合金强度的主要因素。随着次生α相间距的减小,合金的强度提高。     

置氢对Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe合金室温组织和硬度的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等手段,研究了固态气体渗氢后氢元素对新型β医用钛合金Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe的相组成、微观组织和硬度的影响.研究结果表明,570℃置氢空冷,置氢量为0.2％(质量分数),合金发生共析反应βH→αH+δ.置氢后合金表面和内部显微组织出现差异:在合金表面,δ氢化物呈现针状,从晶界处生长,尺寸差异较大;在合金内部,氢化物δ呈细小针状,长度小于1μm,以α针为中心平行向外生长.置氢后合金硬度未增强.     

固溶时效对铸造Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb钛合金组织和性能的影响

研究了固溶时效制度对铸造Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb钛合金组织及力学性能的影响。结果表明,适当的热处理制度可以明显提高合金的室温及高温强度,但是塑性略有下降。Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb铸造钛合金组织以集束状的片状α相为主,热处理后α集束的尺寸得到细化。采用915℃×2 h+空冷+590℃×4 h+空冷的热处理制度可以得到较理想的显微组织和良好的室温及高温综合力学性能。