Ti-5Al-2.5SnELI合金扩散焊焊接质量的控制

总结了扩散焊基本工艺参数包括温度、压力、时间等对Ti-5Al-2.5SnELI钛合金扩散焊性能和焊接变形的影响.通过选择合适的工艺路线,控制以上工艺参数,并控制焊接变形改善钛合金低温叶轮的焊接质量.采用真空热压(HPV)+热等静压(HIP)工艺路线进行扩散焊接,可获得焊接强度大于710 MPa,焊接变形小于1%的叶轮零件.     

Ti-2Al-2．5Zr钛合金丝材的普通退火工艺

研究了退火温度对Ti-2Al-2.5Zr钛合金丝材力学性能、显微组织的影响规律,并分析了该合金丝材退火后的织构.结果表明,在相变点之下,合金力学性能、显微组织只与再结晶有关;经(700～750)℃×1h·AC的真空退火,可获得均匀细小的等轴组织,强度、塑性达到最佳匹配.在相变点之上,获得锯齿状的粗大晶粒,强度较高,而塑性较差.退火后可获得两种织构,一种为在相变点之下,经完全再结品退火可获得2,-1,-1,0丝织构;另一种为在相变点之上获得,该织构除了具有前一种丝织构外,还具有相对较弱的2,-1,-1,3丝织构.     

Ti-2Al-2．5Zr合金丝材延伸率影响因素分析

研究了组织形态、主要间隙元素O含量及热处理制度对Ti-2Al-2．5Zr钛合金丝材力学性能的影响规律。结果表明，O是丝材延伸率的主要影响因素，应对O含量做严格控制：均匀细小的等轴组织对丝材延伸率及强度的提高有利；在700℃-850℃进行真空退火，可使丝材具有较好的塑性与强度的匹配。通过以上研究，使丝材延伸率有较大提高，塑性、强度均稳定达到了相关标准要求。     

细晶Ti-2Al-2．5Zr合金室温／低温低周疲劳行为及微观结构

对细晶Ti-2A;-2.5Zr合金进行了室温/低温(77 K)疲劳实验及微观组织观察.结果表明:室温低应变幅Δεt/2(=0.5%,1.0%)下,合金表现为循环软化;室温高应变幅(1.5%,2.0%)下,则表现为循环应力饱和;77 K时,不同应变幅下均表现为循环硬化,且随应变幅升高,循环硬化程度增强.疲劳寿命测试结果表明:低温疲劳寿命始终高于室温.断口SEM观察表明,室温和低温下,疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条纹,疲劳裂纹以穿晶方式扩展,室温下伴随有大量二次裂纹,低温下的二次裂纹数量明显减少.TEM观察表明:低温下孪生是合金主要的变形方式,包括{1011}和{1121}型孪晶.疲劳变形位错组态为:室温较低应变幅(0.5%,1.0%)下,形成位错线和局部位错缠结;室温下应变幅提高到1.5%和2.0%时,{1010}柱面和{1121}锥面滑移同时开动,位错组态演化为亚晶和明显的位错胞.77 K下,应变幅2.0%时形成沿柱面平行分布的位错带;77 K下应变幅升高到4.5%时,多滑移形成相互垂直的位错线.低温诱发形变孪晶是Ti-2Al-2.5Zr低温疲劳寿命升高的原因.     

新型医用钛合金Ti-12．5Zr-2．5Nb-2．5Ta的研究

按照临床上对外科植入材料的要求和现有医用钛合金存在的问题，制定了新合金设计的原则。确定了新合金添加合金化元素为Zr，Nb，Ta，合金的名义成分为Ti-12．5Zr-2．5Nb-2．5Ta，对新合金进行了组织结构分析与机械性能的测试。实验结果表明：该新型医用钛合金，满足了设计原则中对机械性能的要求。     

真空退火对铸造Ti-5Al-2.5SnELI合金焊接试样组织与性能的影响

研究了真空退火对铸造Ti-5Al-2.5Sn ELI合金焊接试样组织和性能的影响。试验结果表明,焊接试样经真空除氢退火后,其组织发生轻微的等轴化,熔合线处组织变得均匀;强度略有下降,但伸长率有所提高。     

热等静压处理对超低温Ti-5Al-2.5SnELI合金铸造组织与性能的影响

研究了热等静压处理对Ti-5Al-2.5SnELI合金铸造组织、抗拉性能、冲击性能的影响.试验结果表明,热等静压处理使铸态的柱状晶粒转变为等轴晶粒,并且使位错发生运动,缠结中的位错重新组合,位错密度下降,内应力得到释放,导致强度下降,塑性提高,冲击性能提高.     

Ti-5Al-10Cr与Ti-5Al-15Mo合金β晶粒长大动力学研究

利用Burke提出的动力学模型研究了Ti-5Al-10Cr与Ti-5Al-15Mo合金在单相区不同温度、不同保温时间下β晶粒的长大行为。结果表明:在单相区,这两种新型近β钛合金中的β晶粒均随温度的升高和保温时间的延长而长大,且近似符合指数关系。同时,计算出两种合金在不同热处理条件下的长大指数与长大激活能。     

Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的低温锻造性能

γ—ＴｉＡｌ基合金因其具有特殊的高比模量、高比强度和优异的抗蠕变、抗氧化性能，故过去几年在高温应用方面倍受关注．但ＴｉＡｌ合金低温延性非常差，通过降低Ａｌ含量可提高延性．延性最高时的Ａ１的原子数分数为４８，因为，此时产生了α２相．在多元合金系中，加入Ｎｂ和Ｃｒ不仅可提高固溶强度，而且可提高延性和高温加工性能．目前被广泛研究的Ｔｉ—４８Ａ１—２Ｃｒ—２Ｎｂ合金，因含有少量的β相，故具有较高的韧性．但加工温度仍然很高（≥１２７３Ｋ）．印度海德拉巴市防卫冶金实验室的Ａ．Ｄｕｔｔａ等人研究了将两相（γ＋…     

低温挤压Mg-4Zn-2Al-2Sn合金的组织与力学性能研究

研究了Mg-4Zn-2A1-2Sn合金在225,250和275℃挤压变形后的微观组织、织构及其力学性能.结果表明:在3种挤压温度下合金均发生了完全动态再结晶,晶粒尺寸分别为4.4,7.1和10.5μm.挤压温度直接影响到晶粒内部第二相的析出,在225℃挤压时,在晶粒内部可观察到尺寸为20~60 nm的不规则形貌的Mg_2Sn析出相,挤压温度升高到275℃,第二相析出增多,Mg_2Sn颗粒长大到500 nm左右,并观察到沿挤压方向呈流线分布的微米级Mg_(32)(Al,Zn)_(49).在225和250℃挤压时,形成了单一的平行于挤压方向的基面织构,当温度升高到275℃时,棱柱面滑移临界剪切成力急剧降低,棱柱面滑移系启动,形成了除基而织构以外的棱柱面平行于挤压方向的{1010}0002织构,这种取向在沿挤压方向压缩时,压应力平行于c轴方向,不利于拉伸孪晶{1012}1011的形成,导致275℃挤压样品拉压不对称性不明显,压缩与拉伸屈服强度之比为0.95.     

Ti—5Al—2.5Sn粉末颗粒界面在热等静压过程中的变化

采用等离子旋转电极（ＰＲＥＰ）Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ粉末,经过热等静压（ＨＩＰ）工艺研究原始粉末界面在热等静压致密化过程中的变化。研究结果表明：由于原始粉末颗粒界面存在成分偏析、氧化和杂质元素富集等,在致密化过程中粉末颗粒界面经历了变形、破裂、偏聚和均匀化等一系列复杂的变化过程。同时这些界面物质的存在使得材料的粉末颗粒界面结合力变差。为了避免它对材料最终性能的影响,合理地提高热等静压温度和延长保     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金显微组织研究

采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI(extra low interstitial)合金,研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800℃时,粉末体压坯显微组织保持颗粒形态,致密度为99.2%;当温度在900~940℃时,显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下,包套中的Fe在基体中的扩散不明显;在α+β、β相区温度下,Fe在β相中向基体快速扩散,影响合金表面质量。粉末粒度越大,合金的平均晶粒尺寸越大,残留孔隙较多。在α相区热处理,显微组织仍为细小等轴晶;当温度升至1000℃时,出现热致孔隙。     

Ti-5Al-2.5Sn合金绝热剪切带的形成机制

利用分离式Hopkinson Bar技术,采用帽形试样,对Ti-5Al-2.5Sn合金进行动态剪切实验,通过光学显微镜、透射电镜研究了其绝热剪切带的形成机制。结果表明：孪晶在Ti-5Al-2.5Sn合金绝热剪切带的形成过程中起到了非常关键的作用;Ti-5Al-2.5Sn合金绝热剪切带的形成过程可分为3个阶段：第1阶段,在冲击载荷作用下,强迫剪切区的塑性变形由位错滑移与孪生切变共同完成,并形成大量孪晶;第2阶段,由于孪晶的形成,调整了局部晶体的位向,原来不动的位错启动,形成长条状的亚晶结构;第3阶段,在外加动态载荷下,运动位错与孪晶作用,使孪晶片发生断裂,形成细小等轴晶粒;同时,剪切带中心区域局部形成了等轴、畸变小、位错少的细小动态再结晶晶粒。Ti-5Al-2.5Sn合金绝热剪切带内的细小等轴晶粒尺寸为0.1~0.3 μm     

Diffusion bonding of Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr and Co-Cr-Mo alloys

A solid state diffusion bonding between two metallic biomaterials, Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr alloy and Co-Cr-Mo alloy (F75), has been investigated by using energy-dispersive spectrometer analysis, metallographic observation and bonding strength evaluation. The experiments indicate that bonded at 750 °C leads to insufficient atoms diffusion and weak bond. When bonded at 900 °C some intermetallics, CoTi₂, Co₂Ti, and Cr₂Ti, form in the diffusion zone, which significantly deteriorate the plasticity and lead to lower bonding strength. A high bonding strength can be achieved when bonding at 850 °C for 60 min. During the bonding process each element exhibits various diffusion velocity in the opposite alloy. The diffusion coefficients for those elements can be ranked in following sequence: D_Co > D_Cr > D_Mo in the Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr alloy and D_Ti > D_Al > D_Zr in the Co-Cr-Mo alloy.     

Ti-3Al-2.5V钛合金管织构演变规律研究

各向异性是钛合金管的一种重要性能,宏观上通常用收缩应变比（CSR）进行描述,而在微观上则可以通过织构演变分析其变化规律。本文通过EBSD方法研究了Ti-3Al-2.5V管轴向拉伸过程中的织构演变,揭示了CSR与织构演变的内在联系。结果表明,随着轴向塑性应变的增加,钛合金管α相晶体的基轴从开始变形时的沿径向分布逐渐朝着周向方向偏转,然后稳定在与径向成45°左右的位置。另外,β相在轴向拉伸过程中也表现出了明显的择优取向。正是因为织构的变化导致了CSR先迅速减小,然后缓慢减小,最后趋于稳定的变化规律。考虑到α相密排六方晶胞的基轴取向在轴向上的分量,改进了简化的CSR- f （织构量化参数）模型。与实验结果的对比表明,改进模型与实验值符合得较好。     

B元素对Ti-46Al和Ti-46Al-5Nb合金柱状晶组织的影响

B元素对Ti-46Al和Ti-46A1-5Nb(原子分数,%)合金的柱状晶组织均有明显的细化作用,且对后者的细化效果更显著.这一现象可归结为:B元素在Ti-46Al-5Nb合金中的溶解度较低,硼化物析出量增加,柱状晶组织进一步细化.     

高强Ti-3Al-2.5V合金管材的组织与性能

采用冷方法,通过设计不同的变形率和退火温度,研究了Ti-3Al-2.5V钛合金管材的显微组织和力学性能,探素了该合金的一种高强高韧管材的制备工艺.结果表明,当退火温度低于550℃时.Ti 3Al-2.5V合金管的再结晶程度相当低;当退火温度达700℃时,管材发生完全再结晶.合金管材力学性能的剧烈变化集中在退火温度为550～650℃之间.经工艺优化,当变形率为51.1％且退火制度为550℃X90 min.或者变形率为68.5％～80.2％且退火制度为600℃×90min时,Ti-3Al-2.5V合金管材的抗拉强度≥862 MPa.屈服强度≥724 MPa,伸长率≥12％.     

Ti-2Al-2.5Zr合金再结晶特性及动力学机制

在650℃～850℃范围内研究了单相α钛合金Ti－ZAl－2．5Zr的再结晶特性与动力学规律。结果表明：Ti－ZAl－2．5Zr合金管材在700℃～750℃下进行真空退火,可获得完全再结晶等轴组织,晶粒细小、均匀。Ti－ZAl－2．5Zr合金再结晶过程遵循Avrami-Ero－feev动力学模型,其具体方程为[－ln（1-α）]1/4=kt,温度对再结晶速率有明显影响。Ti－2Al-2．5Zr合金的再结晶活化能计算值为115．25kJ／mol。