Ti-B19钛合金的β→α＋β等温相变动力学

利用原位电阻法、同步X射线衍射等技术较为系统地研究了亚稳β钛合金Tj-B19的β→α＋β等温相变动力学。结果表明，在试验温度范围内，Ti-B19合金的等温相变为长程扩散控制的形核与长大过程，可以用JMA方程进行描述。在试验温度范围，500℃等温时效时相转变完成所需时间最短，相转变速度最快，当温度大于500℃时，随温度升高，相转变速度降低，这与相转变驱动力不足有关。当温度低于500℃时，由于受溶质扩散速度的影响，完成相转变所需时间更长。α相的数量是温度的函数，在500℃等温时，α相的数量最多，为57．7％，然后随温度的升高，α相的数量减少。根据试验结果，绘制了合金的时间-温度-转变量图（TTT图），其“鼻温”在500℃-550℃之间。     

近β钛合金中ω相的研究进展

近β钛合金中的亚稳ω相有助于析出细小弥散的α相,从而影响合金的强度、塑性和韧性。因此,自ω相被发现以来,研究人员对其形成条件、分类、转变机理和衍射花样等进行了深入研究。本文总结了研究人员使用高分辨透射电子显微镜和三维原子探针在ω相分类、结构、成分、相变方面的最新研究结果。在此基础上,阐述了ω相目前的研究难点和可能的发展方向。     

钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅴ）：—亚稳β相时效分解中的两类α相沉淀

分析了亚稳β合金时效过程中的相转变,重点分析了两类α相的形态、结晶学特征及电子衍射特征。指出:1α同β相保持Burgers位向关系,称为Burgers α,其形态多为片状或者单个针状,其衍射点如同卫星一样围在β相衍射点周围;2α又称为非Burgers α,其形态多为颗粒群,2α相的电子衍射往往是一些弧线。     

近β钛合金Ti-B19的等温转变

对Ti-B19近β钛合金等温转变的产物进行了金相组织观察和洛氏硬度分析.结果表明α/β转变的"TTT"曲线"鼻温"在500-550℃.温度较高时,析出的α相数量少,尺寸大,呈透镜状;温度较低时,析出的α相数量多,尺寸小,为细小的片状或针状.等温时效温度越低,合金硬度越高.在"鼻温"附近时效,时效硬度由低到高在较短时间内变化大.     

双级时效对等温多向锻造近β钛合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究新型近 βTi?4Al?1Sn?2Zr?5Mo?8V?2.5Cr(质量分数,％)合金经α+β区退火处理(ST)后进行单级时效(SA)或双级时效(DA)对显微组织演变和力学性能的影响.结果表明,与SA相比,合金经过DA处理后析出的次生α相更加细小,其主要机制为300℃预时...     

β-CEZ钛合金在固溶时效时ω相与α相的组织演化规律

主要通过SEM和TEM观察固溶时效过程β-CEZ钛合金ω相和α相的组织变化规律。发现β-CEZ合金在固溶处理后析出尺寸1～2 nm的无热ω相,在350～500℃时效处理时,ω相辅助形核析出长100～200 nm的针状α相,且随着时效温度升高,α相数量增多,尺寸略有长大。当时效温度达到550℃时,ω相基本消失,α相继续长大到约300nm。当时效温度升高到650℃以后,晶界析出大量的长条状α相,晶内α相长度长大到数微米。     

Ti-B19合金时效过程中亚稳定β相的分解

采用透射、扫描电镜及X射线衍射分析研究了Ti-B19合金中亚稳定β相在时效过程中的分解特性。结果表明：500～650℃时效，随时效时间增加，先在晶内变形带上析出点状α，然后“连点成线”，同时针状α相沿晶界和在晶内与β相成一定位向关系析出。700～750℃时效，点状α相析出规律类似，针状α相钝化，以短棒状形态在晶界上析出，并且析出量减少。低温时效（300～450℃）时，先析出过渡相ω相，再逐渐转变到平衡α相，但在400～450℃时效过程中，α相的析出却包含了两种析出机制：既有直接析出的α相，也有通过ω相转变的α相。     

Ti-B19合金时效过程中亚稳定β相的分解

采用透射、扫描电镜及X射线衍射分析研究了Ti-B19合金中亚稳定β相在时效过程中的分解特性。结果表明:500～650℃时效,随时效时间增加,先在晶内变形带上析出点状α,然后“连点成线”,同时针状α相沿晶界和在晶内与β相成一定位向关系析出。700～750℃时效,点状α相析出规律类似,针状α相钝化,以短棒状形态在晶界上析出,并且析出量减少。低温时效(300～450℃)时,先析出过渡相ω相,再逐渐转变到平衡α相,但在 400～450℃时效过程中,α相的析出却包含了两种析出机制:既有直接析出的α相,也有通过ω相转变的α相。     

冷变形及时效对新型β钛合金组织性能的影响

对两种新型β钛合金采用不同的变形量冷轧,并在650 ℃时效不同时间后,对其组织和性能进行了研究。结果表明,随着冷轧变形量的增加,组织产生大量的位错、孪晶等晶体缺陷和应力诱发马氏体转变,β钛合金的硬度增加。β钛合金经过30%和40%冷轧,650 ℃时效9 h时,其硬度、强度达到最大值,此时析出的次生α相数量最多、最弥散,强化效果最好。Ti-3573和Ti-3873合金经50%冷轧,分别时效6 h和3 h时,因变形量增大,晶体缺陷增多,在时效过程中次生α相在缺陷处优先形核,其硬度、强度达到峰值。Ti-3873合金因富含较多的β稳定元素,其性能优于Ti-3573合金。     

TC21合金时效过程中的相变研究

采用XRD、SEM、TEM及显微硬度测试等手段,系统研究了TC21合金固溶处理后的相变以及合金在550～850℃时а"相在时效过程中的分解机制及组织演变规律,结果表明:1000℃固溶30 min淬火后,TC21合金形成а"马氏体,且合金中存在少量β及O相(Ti2AlNb);随时效温度的升高,а"相逐步发生а"→а+а"_高→а+β_(亚稳)→а+β,а"+а'+β_(亚稳)→а+β,а"→а+β等分解过程;TC21合金的显微硬度依赖于时效温度和时效时间,时效时间延长,合金显微硬度先迅速增大,达到最大值后再逐渐减小.时效温度升高时,合金显微硬度达到最大值的时间缩短,且合金最终的显微硬度随时效温度的升高而降低.     

时效处理对近α钛合金中α2相析出的影响

对近α钛合金中α2有序相在时效处理过程中析出的现象、规律进行研究,揭示了时效温度、时效时间、时效方式对α2相析出生长的影响作用.研究结果表明,不同时效温度将影响α2相析出的分布特征并导致α2相生长速度差别以及影响α2相完全析出的时间.     

热变形TA15钛合金的显微组织和室温力学性能

通过等温恒应变速率压缩实验和X射线衍射、电子背散射衍射和透射电镜,研究了β区加热后在不同的变形温度和变形速率下变形水冷后TA15钛合金的微观组织;通过室温拉伸试验,对其抗拉强度和延伸率等性能进行了测试。结果表明,在α+β两相区压缩变形时,β转变组织中α相产生球化;水冷后发生β→α'马氏体相变。合金由球化α相、片状次生α相和针状马氏体α'相组成。在β相区压缩变形水冷后,合金主要为针状马氏体α'相。在相变点之上或之下的温度区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度降低,延伸率增加;在相变点附近的温度过渡区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度略有升高,延伸率降低。在相变点附近的两相区变形能获得较好的室温强塑性匹配。     

β钛合金及其固态相变的归纳

本文以钼当量为标准对国内外研制的β钛合金进行了汇总和归类。β钛合金按照亚稳定状态相组成可分为3类:稳定β型、亚稳定β型和近β型钛合金。对β钛合金热处理过程中发生的固态相变进行了归类。β钛合金经强化热处理后可能发生β→α″,β→ω,β→α,β→β′相变,时效时,亚稳相部分或全部分解。     

新型β钛合金Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe的固溶时效行为

设计一种新型生物医用亚稳定β钛合金,合金成分为Ti-25Nb-10Ta-1Zr-0.2Fe(质量分数),采用真空自耗电弧熔炼制备合金锭坯,研究合金的固溶时效行为。通过X射线衍射(XRD)仪,透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM)研究合金的相组成及微观组织。测量合金时效后的抗拉强度和不同时效时间的硬度。结果表明:800℃,1h固溶后合金得到马氏体α″相,400℃下时效,短时间即得到ω相和β相。ω相为脆性相,大量ω相的产生使合金的硬度值提高很多,但是强度值相比较冷轧态下降明显,使得材料断裂方式变为脆性断裂。合金在72h时效后ω相仍然保持较多量。     

激光沉积Ti60A高温钛合金显微组织及固态相变

采用激光熔化逐层沉积隔行扫描方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,获得了具有定向生长特征的柱状晶组织,晶粒直径大小不均匀,晶内为细长α片层。在α+β两相区上部进行固溶时效及双重退火热处理,研究了激光沉积Ti60A合金的固态相变行为。结果表明,合金经固溶处理得到了规则的杆块状初生α相和针状六方马氏体α’;经过时效处理后,α’分解成连续且极细小的α/β片层组织。合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细长片层状β转变组织的"特殊双态组织"。     

TC6钛合金的淬火相变及时效研究

采用X射线扫描仪和场发射扫描电子显微镜对热处理过的TC6钛合金试样进行微观研究,发现在800℃下淬火,得到残余β相,进行时效处理时,随着时效温度的增加,α相从β相中析出并长大,但时效温度超过550℃后,不断长大的α相在晶界处连续出现;在850℃及以上温度淬火时,β相消失,成单一α相组织.     

低成本β钛合金热处理后的显微组织变化和力学性能(英文)

研究了时效时间对低成本β(LCB)Ti-6.6Mo-4.5Fe-1.5Al钛合金的显微组织和力学性能的影响,以及显微组织与疲劳断裂裂纹的产生、延伸的联系。延长时效时间有助于二次α相和β晶粒体积分数的增多以及初始α相的部分球化。在500°C下热处理0.5h的合金得到的拉伸强度最大(1565MPa),疲劳极限最高(750MPa);而在500°C下热处理4h的合金得到的拉伸强度最小(1515MPa),疲劳极限最低(625MPa)。在500°C下热处理4h的合金的断裂模式为穿晶断裂,而在500°C下热处理0.5h的合金的断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合。在疲劳样品的外表面形成的裂纹沿β晶界上初始α相延伸。     

大型TA19钛合金棒材形变及相变织构模拟

密排六方结构相具有显著的各向异性特征,室温时TA19钛合金棒材中一次α相含量占70%以上,因此α相织构对TA19钛合金棒材力学性能的好坏起主要作用,有效的织构预测能够大大地降低生产成本,提高生产效率;也能帮助确定织构形成机制。本文采用宏观有限元模型和介观粘塑性自洽模型(VPSC)多尺度耦合的方法,并考虑β→α相变过程,模拟了大型TA19钛合金棒材接近实际工艺条件下的锻造过程。首先模拟得到了相变点以上棒材心部、R/2和边部的β相形变织构;然后通过分析不同位置的β相织构特征,根据Burgers取向关系得到了棒材冷却过程中发生β→α相变时不同的变体选择规律,得到α相相变织构;最后结合相变后棒材心部、R/2和边部的α相织构特征,分析了不同初始取向的α晶粒在不同滑移系开动时的取向变化,并模拟得到了最终的α相形变织构。通过最终模拟结果与实际锻造结果对比,发现两者吻合良好。说明本模型对钛合金棒材锻造过程中形变及相变织构的预测具有良好的可靠性,这对钛合金锻造棒材中织构的控制与调整具有重要意义。