Ti-22Al-25Nb(at%)合金O相层片高温变形动态球化行为（英文）

为阐明Ti_2AlNb基合金高温变形过程中O相层片的球化机制及模型,研究了Ti-22Al-25Nb(at%)合金在(α_2+O+B2)相区压缩变形行为及显微组织演变规律。结果表明,合金的软化行为与O相层片动态球化、45°方向剪切变形失稳及裂纹萌生有关。O相层片在较低温度和较高应变速率下难以球化是由于原子具有较低的扩散速率和较短的扩散时间。O相层片的球化机制主要为层片扭结和剪断,本质上属于动态再结晶行为。建立了合金高温变形本构关系,并计算了变形激活能为831 kJ·mol-1~1;对O相层片球化的动力学过程进行了研究,其动力学行为受变形条件影响很大,遵循阿夫拉米曲线方程。     

Ti-45Al-10Nb合金α_2+γ层状结构中的ω相

利用高分辨电镜（ＨＲＥＭ）观察了Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｎｂ（原子分数,％）合金α２＋γ层状结构中的ω相。发现ω相与α２和γ片层存在着取向关系［０００１］ω／／＜１１２０＞α２／／＜１１０＞γ,｛１１３０｝ω／／（０００２）α２／／｛１１１｝γ．同时,观察到在片层中具有Ｂ８２结构的ω相进一步转变为Ｂ８８结构的ω相．片层中可能存在着α２→ω的直接转变     

低合金化中等强度Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8vol%TiB2合金的热稳定性

研究了低合金化、中等强度、全片层γ-TiAl合金Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8 vol% TiB₂在10000 h、700 ℃大气热暴露处理下的热稳定性。研究发现,长期的大气热暴露导致合金通过渐进的α₂层片消解、减薄模式实现α₂→γ相变,且α₂层片的分解、转化、消失的趋势较弱。相对于高合金含量的TiAl合金,该合金的枝晶偏聚不严重,α₂层片不平衡分布的趋势较小。除极个别α₂→β外,没有发生融合型α₂+γ→β相变。热暴露10000 h后,α₂层片厚度约为热暴露前的一半,体积分数下降约为四分之一,相应的“释氧脆化”和“B2+ω共生脆化”的影响较弱,使得合金的拉伸强度变化不大,塑形降低不严重,热暴露后的S-N疲劳强度反而增加了30%。疲劳强度的热暴露增强现象是因为热暴露导致的应力弛豫效应所致。长期的热浴浸泡导致样品表层的应力值降低,次表层的缺陷和微裂纹钝化,内部铸态α₂-γ层片间的应力集中降低,这些均有利于提高合金抵抗疲劳微裂纹萌生的抗力。     

Ti_2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb的TLP扩散连接

以Ti-15Cu-15Ni合金薄带作中间层,用Gleeble 1500D热-力学模拟试验机对Ti2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb进行TLP扩散连接。研究了连接参数对接头组织演变、元素分布、接头强度及其断裂特征的影响。结果表明,接头形成过程由5个阶段组成,Nb是接头成分均匀化的扩散主控元素。适当延长保温时间和适当提高连接温度有利于获得组织与成分均匀的高强接头。保温结束后接头快速冷却时,其连接区室温组织为B2相;而采用慢冷工艺有利于促进高温β相的相变从而改善连接区组织,室温组织为B2相基体和少量α2、O相。连接温度和保温时间分别为990℃和90min且采用慢冷工艺时,接头的室温和650℃抗拉伸强度分别为1041MPa和659MPa,分别达到原始母材强度的95％和81％,明显高于采用快冷工艺的接头强度。     

Ti-24Al-11Nb(α2)合金的热变形工艺图

以Ti3 Al (α2 )和TiAl (γ)合金为基的有序金属间化合物倍受人们的关注。印度学者利用已取得的Ti 2 4Al 1 1Nb合金组织、应力数据绘制出该α2 合金的热变形工艺图。用m来表征应变敏感性系数 ,m =dlogσdlogε· (其中σ、ε·分别代表流变应力和变形速率 ) ;用η表征α2 合金的可加工性参数 ,又称能量分散系数 ,其计算公式为 η =2 [1- 1σ·ε·∫ε·0 σ (ε ,ζ ,T)d号 ],在测试的数据库中计算出不同温度 (T) ,变形 (ε)·σ(流变应力 )对应下的m和 η值 ,建立如下判据 :当 η >2m时 ,选择的加工参数不合理 ;若 0 <η <2m时 ,加工…     

(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热变形行为与组织演变EI北大核心CSCD

以放电等离子烧结(TiB_(2)+TiB)增强Ti_(2)AlNb基复合材料为初始材料,在Gleeble-3800热模拟实验机上开展了(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热压缩变形实验,研究了变形温度1060~1150℃、应变速率0.05~5 s^(-1)范围内复合材料的热变形行为。通过对流变应力-应变数据分析,构建了复合材料在B2单相区内的本构方程,分析了不同Zener-Hollomon(Z)参数下复合材料的组织演变规律。结果表明:(Ti B_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,压缩曲线存在不连续屈服现象。Z值对复合材料的组织演变和变形机制均有重要影响。当ln Z值处于较高水平(35.88)时,复合材料出现局部塑性流动变形失稳区,动态再结晶程度较低,再结晶晶粒平均尺寸为3.82μm,增强颗粒粒径平均尺寸为6.93μm。当ln Z值处于较低水平(29.11~31.28)时,复合材料心部区域均发生完全动态再结晶。随着Z值降低,当ln Z为29.11时,动态再结晶晶粒长大,其平均尺寸增至9.16μm,并且由于B元素扩散的加快,促进了烧结残余TiB_(2)颗粒向Ti B晶须(Ti Bw)转变,原位反应更加充分,增强颗粒平均尺寸减小至2.77μm,TiBw的团簇现象明显减弱。     

Ti-6Al-4Mo合金中的相成分分析

分析了Ti-6Al-4Mo钛合金在β相区加β相变点下双重退火及β相变点下单一再结晶退火状态后α相与β相中的微区成分。结果表明,两种退火处理后,Mo在β相中都强烈富集,在α相中贫化;而Al在β相中贫化,在α相中富集。随着退火温度的降低,α相中的Al、Mo元素含量基本不变,但Al在β相中的浓度呈降低的趋势,Mo在β相中浓度增加。单一再结晶退火后,α相与β相之间有明显的过渡界面。界面能谱结果显示,在由α相向β相过渡过程中,Al含量变化很小,而Mo含量变化很大。     

铸造Ti-47Al-8Cr-2Nb合金的低温超塑性及其组织演变

通过非自耗电弧熔炼及氩气保护浇铸,制备高Cr含量的Ti-47Al-8Cr-2Nb合金。采用金相观察、扫描电镜、透射电镜及高温拉伸测试等实验方法,研究铸态合金在800～1000℃的超塑性变形能力及其变形机制。结果表明,高Cr合金化的铸造Ti-47Al-8Cr-2Nb合金显示出低温超塑性。在850℃的低温及应变速率1&#215;10^-4/s时的最大伸长率为630%,应变速率敏感系数m达到0.51。在800～1000℃的变形激活能为245kJ/mol。合金的低温超塑性变形机制是由晶界扩散控制和β→γ相转变而协调的晶界滑动,β相在变形过程中起到了重要的作用。     

Ti-22Al-25Nb (at.%)合金O相层片高温变形动态球化行为

为阐明 Ti2AlNb基合金高温变形过程中O相层片的球化机制及模型,研究了Ti-22Al-25Nb(at.%)合金在(O+B2)和(α2+O+B2)相区压缩变形行为及显微组织演变规律。结果表明,合金的软化行为与O相层片动态球化、45°方向剪切变形失稳及裂纹萌生有关。O相层片在较低温度和较高应变速率下难以球化是由于原子具有较低的扩散速率和较短的扩散时间。O相层片的球化机制主要为层片扭结和剪断,本质上属于动态再结晶行为。建立了合金高温变形本构关系,并计算了变形激活能为831 kJ?mol^(-1) ;对O相层片球化的动力学过程进行了研究,其动力学行为受变形条件影响很大,遵循阿夫拉米曲线方程。     

Ti-47Al-2Cr-2Nb合金熔体与Y_2O_3型壳的界面作用

结合定向凝固工艺要求,研究了不同加热温度和保温时间(1600℃×10min,1600℃×30min和1700℃×10min、1700℃×30min)下,Ti-47Al-2Cr-2Nb合金熔体与Y2O3型壳的界面作用、界面组织形貌、元素分布以及界面生成物的相组成,并讨论了Y2O3型壳用于TiAl基合金铸件定向凝固的可行性。结果表明,相同的保温温度或保温时间下,熔体中的Al元素比Ti元素更易向型壳一侧扩散;同时合金棒表层形成一层几十微米厚的渗透层,1600℃试样表面渗透层是由于合金液对型壳面层材料的浸蚀和热冲击作用,使Y2O3颗粒进入到基体中形成的;而1700℃试样渗透层中在Y2O3颗粒的周围发现含Y、O、Al的灰色相,应为Y2O3与合金液发生反应而形成。     

动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb合金层裂微结构特征与断裂机理

利用平板撞击实验和样品软回收技术,结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等微观分析手段,研究了动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb 2种不同类型钛合金的层裂微结构特征与断裂机理。结果表明:Ti-6Al-4V合金的抗层裂破坏能力强于Ti-47Nb合金,其原因在于Ti-6Al-4V合金的高强度。Ti-6Al-4V合金层裂微孔洞大多在α/β两相界面处形核并沿相界扩展,而Ti-47Nb合金中的微裂纹是通过微孔洞直接连通形成。随后汇合的大空洞或大裂纹间形成的绝热剪切带(ASB)加速了试样层裂破坏的产生,Ti-6Al-4V与Ti-47Nb合金均表现出了韧性断裂特征。     

冷坩埚定向凝固Ti-47Al-2Cr-2Nb合金的拉伸与高周疲劳性能研究

采用冷坩埚定向凝固技术制备了定向柱状晶的Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭,在改变抽拉速率的情况下,所获得的铸锭具有不同片层间距的全片层组织.通过拉伸性能实验,测得其室温极限抗拉强度最高达到652 MPa,伸长率最大达到1.5%,而高温极限抗拉强度最高达到490 MPa,伸长率最大达到5.0%.通过高周疲劳性能实验,绘制了抽拉速率分别为1.0和1.2 mm/min时定向凝固合金的应力-循环次数(S-N)曲线以及应力比R为0.1时的疲劳极限值.对比断口形貌分析表明,室温时试样拉伸断裂方式为脆性断裂,而经高周疲劳实验后断裂方式为脆性解理断裂;高温时试样拉伸断裂方式则为大部分脆性断裂与少部分延性断裂并存.对高周疲劳试样断口的分析表明,疲劳裂纹在相界面和B2相附近萌生,据此基于塑性钝化理论分析了其裂纹扩展机制,并绘制了高周疲劳裂纹扩展模式图.     

B、Y及冷却速度对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织的细化作用

研究了微量元素B、Y和冷却速度对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织的复合细化效果。结果表明,在水冷铜坩埚磁悬浮真空感应熔炼和Y2O3型壳精密铸造条件下,B元素能够有效细化Ti-47Al-2Cr-2Nb铸件的晶粒尺寸,使其由粗大的柱状晶变为细小的等轴晶组织,但没有起到细化片层间距的明显作用。B、Y复合细化可以在B元素细化效果的基础上进一步细化片层团尺寸,同时显著细化片层间距。在壁厚为2～20mm范围内,Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.8B-0.3Y铸件的宏观组织均为等轴晶;且随着厚度的增加,等轴晶尺寸逐渐增大。适当降低型壳预热温度也有助于获得细小的片层组织。     

Ti-46Al-2Cr-2Nb合金定向凝固过程中微观组织分析

采用Bridgman定向凝固系统,对Ti-46Al-2Cr-2Nb合金进行了不同生长速度条件下的定向凝固实验,分析了生长速度对领先相转变的影响,以及领先相转变对多元合金微观组织特征尺度的影响。结果表明:多元合金材料的领先相伴随生长速度的增加由β相转变为α相,其对一次枝晶间距和片层间距的影响较小,而对二次枝晶间距的影响较大。     

动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb合金层裂微结构演化规律的研究

利用平板撞击实验和样品软回收技术,结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等微观分析手段,研究了动高压加载条件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb两种不同类型钛合金的层裂微结构特征与断裂机理。实验表明：Ti-6Al-4V合金的抗层裂破坏能力强于Ti-47Nb合金,其原因在于Ti-6Al-4V合金的高强度。Ti-6Al-4V合金层裂微孔洞大多在α/β两相界面处形核并沿相界扩展,而Ti-47Nb合金中的微裂纹是通过微孔洞直接连通形成。随后汇合的大空洞或大裂纹间形成的绝热剪切带(ASB)加速了试样层裂破坏的产生,Ti-6Al-4V与Ti-47Nb合金均表现出了韧性断裂特征。     

Ti-2Al-2.5Zr和Ti-4Al-2V合金在300℃水蒸气中的氧化层特点

Ti-2A1-2．5Zr和Ti-4Al-2V合金是2种新型的α钛合金，主要用于航空、核反应等特殊领域的管线系统。目前，对该合金的研究多集中于变形后的组织、变形应力-应变特性、织构、结晶动力学及注入N^＋舌的表面改性。由于该合金也多用于中性环境中，其氧化行为至关重要。因此，采用了X射线衍射分析（XRD），X射线光谱分析（XPS），俄歇电子光谱（AES），透射电镜（TEM）等手段对这2种合金在300℃水蒸气中的氧化层特点进行了研究。     

粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为及加工图(英文)

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行等温压缩实验,在变形温度为1000-1150°C、应变速率为0.001-1s-1的条件下,研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。不同应变条件下的加工图表明该合金的加工图对应变量很敏感。应变量为0.5时,对应的加工图表明粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金合适的加工区域是:温度1000-1050°C、应变速率0.001-0.05s-1;温度1050-1125°C、应变速率0.01-0.1s-1。对热变形后合金的显微组织和加工图进行分析,发现1000°C,0.001s-1是该合金进行热变形的最佳工艺参数。     

B2单相Ti-22Al-28Nb合金在变形前后的氢吸附和解吸

以能形成氢化物的元素Ti、V为基的体心立方(bcc)合金,如今正作为贮氢材料而受到关注。但是这种bcc合金一般难以激活成可逆吸氢,bcc合金的吸附/解吸动力学通常较慢并有较大的迟滞性。除了加合金元素来解决这些问题外,最近发现控制显微组织也是一个很有潜力的方法。由于在Pd-H系中发现位错是发生迟滞现象的原因,日本研究人员应用晶格缺陷控制bcc合金的氢解吸/吸附性能,并研究变形对全B2单相(β0)显微组织Ti-22Al-28Nb合金的氢吸附/解吸行为的作用。从Ti-22Al-27Nb(at%)合金锻饼上切取的小试样块在1200℃真空退火3h后水淬获取 β0单…     

Ti-45Al-5Nb(-0.3Y)合金的连续冷却相变规律

冷却速度对Ti-45Al-5Nb和Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金连续冷却相变有较大的影响.炉冷形成全层片组织,空冷下层片形成被α→γm块状反应抑制,油冷形成了极细小的层片组织,水冷主要发生了α→α2有序化转变.空冷导致了羽毛状组织消失和α2相的增加,水冷导致α2晶界的细小层片晶团尺寸较小、数量较多.Y添加对Ti-45Al-5Nb合金连续冷却相变有较小的影响.     

V/Nb对Ti-45Al-9(V, Nb, Y)合金抗氧化性能的影响

βγ-TiAl合金具有良好的高温变形能力,为TiAl合金的发展开辟了新的途径。成功制备了不同x=V/Nb(x=1,1.5,2,3.5)的βγ-TiAlTi-45Al-9(V,Nb,Y)合金,研究了上述合金在800℃静止空气中的氧化行为。结果表明:当x=1时,Ti-45Al-9(V,Nb,Y)合金中形成条带状、连续致密的Al2O3氧化层,显著提高了合金的抗氧化能力。随着x=V/Nb的增加,Al2O3氧化层厚度变薄,合金的抗氧化能力下降。