研究CT20钛合金管材的冷轧工艺

研究了CT20低温钛合金管材的加工工艺及冷轧变形量、退火温度对管材力学性能的影响。结果表明：CT20合金对加工硬化不敏感,冷轧最大变形量应控制在45％以内;CT20合金管材通过不同温度热处理所获得的等轴、双态和片状组织的室温力学性能差别不大,20K低温下由于孪生变形的发生,片状组织的塑性最好,双态组织则介于片状和等轴组织之间,管材为等轴和双态组织时,冷成型性能优异;对管材进行＋两相区910℃×1h,FC的热处理,可获得综合性能优良的双态组织。     

热处理制度对GH4169冷轧叶片组织性能的影响

为了研究热处理制度对GH4169冷轧叶片组织性能的影响,对GH4169合金经不同变形量冷轧后在不同温度下进行软化处理,采用金相显微镜及拉力试验机等分析热处理软化温度对合金再结晶、δ相、γ’’相、γ’相及性能的影响.试验结果表明,GH4169合金经不同变形量冷变形后,软化处理温度由970℃提高到995℃,不但可以实现完全再结晶,而且δ相可以完全溶入基体,有效降低了合金硬度,有利于冷变形的继续进行,且对合金力学性能无影响.     

GH3625合金管材冷变形行为及热处理工艺研究

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜和洛氏硬度计等手段,并建立GH3625合金管材冷变形本构方程,研究了冷变形及热处理对GH3625合金管材组织和性能的影响。研究表明,GH3625合金管材加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中冷变形量是影响加工硬化的主要因素;随着冷变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒的变形均匀性逐渐改善,平均晶粒尺寸减小;合金的平均晶粒尺寸随热处理温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,在1 100~1 250℃范围内晶粒长大激活能为180.46kJ/mol;硬度随热处理温度的升高而降低,且在晶粒长大过程中合金的硬度值与平均晶粒尺寸满足Hall-Patch关系式。     

冷轧变形量对医用β型TiNb合金的马氏体转变和弹性性能的影响

利用磁控钨极电弧炉制备了Ti-35Nb-2Ta-3Zrβ钛合金,采用冷轧对合金进行冷变形,研究轧制变形量对β钛合金的马氏体转变和弹性性能的影响。对不同轧制变形量下的合金通过偏光显微镜、X射线衍射分析、透射电子显微分析和纳米压痕等实验方法,研究了冷轧变形量对TiNb合金的显微组织和弹性性能的影响。结果表明,轧制变形过程中β钛合金发生了β→α″的相转变,且随着变形量的增大,马氏体由针状变为粗大的片体,当变形量达到90%时,马氏体变得细小且呈现明显的取向性;纳米压痕实验结果显示,随着变形量的增加,合金的弹性恢复率呈逐渐降低的趋势,弹性模量基本保持不变。     

变形Mg-1.5Zn-0.2Gd合金退火过程中组织与织构演变过程

研究了变形Mg-1.5Zn-0.2Gd合金在热轧和退火过程中的显微组织、织构以及室温成形性能。结果表明:Mg-1.5Zn-0.2Gd合金经过热轧、退火后,其织构得到明显弱化并且沿着TD方向发生分裂,使得合金在室温下具有较高的断后伸长率和成形能力。450℃热轧后合金的基面织构强度最大值为3.4,RD方向上伸长率仅为6.7%;然而,合金经过350℃/60min退火后基面织构强度明显降低,最大值仅为2.3,并且基面织构沿着TD方向发生分裂,RD方向上伸长率达到26.7%。EBSD研究表明,稀土Gd元素溶入合金中,阻碍了热轧过程中动态再结晶的发生,在随后的退火过程中,非基面取向晶粒在原始大角度晶界位置形核长大,这是Mg-1.5Zn-0.2Gd合金织构得到优化的关键原因。     

冷轧变形对Al-Cu-Mg合金的显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、EBSD技术、透射电子显微镜和万能拉伸试验机等研究了冷轧变形对热轧态Al-Cu-Mg合金显微组织和性能的影响。显微组织观察结果表明，随着冷轧变形量的增加，合金中未溶的Al₂CuMg[Fe, Mn]相和Al₂Cu[Fe, Mn]相发生了破碎。基体中存在较多的棒状Al₂₀Cu₂Mn₃相，该相附近存在大量缠结位错，对合金产生显著强化效果。在冷轧变形量为19%时，位错密度达到最大值。同时，随着冷轧变形量的增加，S、R、Cube、Goss、Brass织构的含量也增加，〈111〉、〈110〉织构的含量降低。力学性能测试结果表明，随着冷轧变形量的增加，合金强度提高，延伸率仍保持较高水平。当冷轧变形量为11%时，合金轧向综合力学性能最佳，抗拉强度为465.0 MPa,屈服强度为291.6 MPa,延伸率为19.0%。此时，合金横向抗拉强度为469.9 MPa,屈服强度为318.0 MPa,延伸率为16.9%。     

变形量对TC25钛合金饼坯组织和力学性能的影响

将Ф240 mm TC25钛合金坯料在T_β+25℃温度下保温一段时间后锻制成饼坯,研究20%、40%和60%三种典型变形量对饼坯的组织和拉伸力学性能的影响。结果表明,三种变形量的饼坯显微组织均由多个平直的束状α相互相交错形成网篮组织;随着变形量的增加,平直的束状α相减少,α相方向性减弱,长条α相尺寸减小;同时,随着变形量的增加,拉伸强度增强。     

一种新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的变形行为研究

通过动态镦粗压缩实验的方法研究了一种新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的变形行为。结果表明:Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金在350℃以下变形时,由于变形温度较低,在变形过程中发生动态析出行为,合金晶内析出细小沉淀相,对合金的进一步变形不利;当变形温度高于400℃时,合金没有出现动态析出行为;当变形温度继续升高到450℃时,合金出现了动态再结晶和晶粒长大现象。所以,该Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的最佳变形温度为400～420℃,极限变形量为60%。     

热处理对大变形量Zn-1.65Cu-0.15Ti合金的组织和性能的影响

本实验采用中频感应熔炼炉制备锌铜钛合金,通过热轧工艺制备了变形Zn-Cu-Ti合金。首先分析了合金的显微组织和拉伸性能随着变形量的变化,发现随着变形量的增加金相组织变得越来越不明显,轧制的方向越来越清晰。96.7%变形量的合金延伸率最高,可达到54.7%。通过电化学分析发现,合金变形量越大,合金板材的耐蚀性越好。接着进一步研究了不同的热处理温度和时间对合金力学性能以及微观组织的影响。合金在210℃经过热处理,硬度从46HV提高至73HV,在温度稍低时,150～180℃区间内硬度增大的趋势更明显。高温热处理有利于合金抗拉强度的提高,在240℃下热处理保温2 h,抗拉强度和延伸率分别提高约29%、20%。     

大变形量近等温锻造开坯对TiAl合金组织与性能的影响

采用近等温锻造开坯工艺实验定量研究了增大变形量对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金变形组织均匀性和力学性能稳定性的作用。通过锻坯组织观察分析及硬度、强度分布测试,揭示了TiAl合金近等温锻造过程中变形量与宏观组织和微观组织均匀性的基本关系。结果表明:近等温锻造变形量为65%,70%,75%,80%,85%时,随着变形量的增大,TiAl合金锻坯内的宏观变形流线分布趋于均匀,均匀变形区域面积不断增大,变形量85%时均匀变形区面积增加至68.0%,微观变形组织由等轴的γ和α2,以及很少量的残余层片团组成,晶粒尺寸明显细化,且等轴组织在合金中占到了绝大部分;锻坯硬度分布测试表明随着近等温锻造变形量的增大,均匀变形区域的硬度变化基本趋于均匀一致,且硬度平均值也在不断增高;锻坯难变形区和均匀变形区经1250℃/15h/AC热处理后取样进行室温压缩测试,随着近等温锻造变形量的增加锻坯各部位室温压缩应力应变数据分散度降低,性能稳定性提高。     

中间形变热处理对2A97铝锂合金组织和性能的影响

通过室温拉伸、晶间腐蚀、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)等测试方法,对中间形变热处理过程中进行不同压缩变形量处理的2 A97铝锂合金厚板短横向室温拉伸性能、晶间腐蚀性能和合金的宏微观组织进行了系统研究.结果表明,随压缩变形量的增加,合金再结晶程度提高,强度和伸长率先增加后降低.压缩变形量为20％时,再结晶晶粒细小,晶粒内包含均匀弥散分布的δ'相,晶界处的δ'相断续分布,合金的拉伸性能最好,伸长率明显提高;压缩变形量为25％时,合金的耐晶间腐蚀性能最好.合金的拉伸性能和腐蚀性能是由晶粒形貌和析出相的数量及分布共同作用的结果.     

变形温度对TA15合金组织和性能的影响

研究了变形温度对原始坯料为片状组织的TA15合金显微组织和性能的影响.随着变形温度(1030～930℃)的降低,合金的室温抗拉强度、延伸率及断面收缩率均增加.β区变形的镦粗试样为片状组织,在剧烈变形区和自由变形区,1080℃变形时β晶粒的动态再结晶程度比1030℃高.两相区变形镦粗试样的显微组织为过渡型组织,难变形区和剧烈变形区及自由变形区组织差别较大.     

Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响.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合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究.结果表明:合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当变形量为80%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到220Hv,导电率达到41%IACS.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,材料显微组织强烈受到变形温度的影响.     

冷轧及中间退火过程中GH4700镍基合金管组织演变规律研究

利用光学金相显微镜研究了GH4700合金在冷轧以及中间退火过程中的组织演变规律,建立了中间退火过程中再结晶晶粒长大方程。实验结果表明:随着冷轧变形量增大,晶粒的变形均匀性逐渐变好,GH4700合金的屈服强度和抗拉强度增大,延伸率降低;当退火温度为1130℃、保温时间为15min时,组织发生完全再结晶且分布均匀,是较合适的一次冷轧中间退火工艺;所建立的晶粒长大模型预测结果与试验值吻合较好。     

冷变形后不同回火温度对低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

通过在690℃高温回火后对15SiMn2Mo低碳贝氏体钢进行10％拉伸变形或不同变形量压缩变形,再进行不同温度回火,研究了冷变形（拉伸和压缩）和变形后不同温度回火对试验材料的组织和性能的影响。结果显示,随着回火温度增加,试验柯料的抗拉强度增加,300℃回火强度达到最大值,与热轧低温回火强度相当。超过300℃回火材料的强度下降,伸长率和断面收缩率增加。随着压缩变形量的提高,材料的硬度值升高,加工硬化效果显著,组织中出现铁素体形变带。压缩变形后随着回火温度的提高,材料组织发生回复与再结晶,形成细小等轴晶粒,组织细化,压缩变形量增加,细化效果增加。     

GH4133A合金多火次锻造工艺研究

对GH4133A合金进行了多火次热模锻造实验,探索了不同锻造温度和变形量在不同火次变形后的晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸性能。结果表明:当在1080℃以10%进行多火次锻造时,GH4133A合金晶粒度以及室温拉伸性能随着锻造火次增加而提高,700℃拉伸强度接近;当多火次变形量为30%时,晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸强度均是二火次成形最高。以1160℃进行多火次热模锻造后合金的700℃拉伸性能优于以1080℃锻造时。上述实验结果与晶粒度、拉伸变形时晶粒变形方式、每种变形方式下晶粒的参与量和每种变形方式的持续时间有关。     

2A23时效成形铝合金的时效研究

通过拉伸性能、维氏硬度测试和TEM分析研究了2A23时效成形铝合金的时效制度以及不同时效处理制度下该合金的显微组织和力学性能.结果表明:合金适宜的时效温度为170℃,时效时间为20h;S′过渡相为合金的主要强化相;时效前的预变形能促进S′相细小弥散析出,显著提高合金的强度;合金的强度随预变形量的增大而升高,但过大的预变形量又会导致塑性下降;合金最佳的预变形量为2.5%～5%.     

退火温度对冷轧Ti-13V-3Al-0.5Cu形状记忆合金组织结构与马氏体相变的影响

使用XRD、TEM、DSC和室温拉伸等分析测试手段,对冷轧后经不同退火温度处理的Ti-13V-3Al-0.5Cu(%,原子分数)合金微观组织结构,马氏体相变行为,力学性能和形状记忆性能进行了研究。经冷轧、退火处理后,合金在室温下的组织主要为α"马氏体相,存在少量残余β母相、α相和Ti₂Cu第二相。随着退火温度的增加,合金形状记忆性能先升高后降低;当退火温度为750℃时,在预应变量为6%的前提下可实现5.3%的可回复应变。其组织结构观察结果表明,经冷轧、退火处理后,合金中α"马氏体形貌由“V”字型自协作组态向择优取向的单一取向马氏体板条转化,界面可动性提升,马氏体临界再取向应力降低,形状记忆性能提高。     

喷射成形Al-Cu-Mg合金本构方程及加工图

采用Gleeble-3180热模拟机,对喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金进行热压缩实验,温度范围为300~450 ℃,应变速率为0.01~10.00 s-1,变形量为60%。实验结果表明：喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金在热压缩变形中,流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。采用基于双曲正弦函数的本构方程和Z参数来描述喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金的高温变形行为,得到热激活能Q为158.52 kJ/mol。分析应变为0.4和0.8时的3D耗散图和热加工图,发现应变从0.4增加至0.8时,加工性能发生明显改变。在温度范围为320~370 ℃、应变速率为6.68~10.00 s-1的区域有着较好的加工性能。     

EB炉熔炼TC4钛合金轧制过程中的组织演变与力学性能

本实验以电子束冷床熔炼炉(EB炉)熔炼TC4钛合金为研究对象,结合实际生产流程,研究不同变形量和不同温度对TC4钛合金板材显微组织与力学性能的演变规律.结果表明:在相同温度下,随着变形量增加,显微组织中α相的体积分数和尺寸减小而β相体积分数增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大;当变形量为30％时,显微组织均表现为片层结构,随着变形温度升高,片层α相长宽比逐渐减小,抗拉强度逐渐升高而延伸率变化不大;当变形量增加到90％时,随着变形温度升高,显微组织由较强的B织构(0002)〈1120〉转化为T织构(1010)〈1120〉和锥面织构(1011)〈1120〉,塑性变形由基面滑移转为柱面滑移,显微组织中α相尺寸减小而β相含量增大,合金的抗拉强度和延伸率均增大.当温度升高到1000℃时,α相完全转变为β相,在随后的冷却过程中细针状次生α相从β晶粒析出,合金的抗拉强度和延伸率均增大.