β锻造Ti-6Al-4V合金力学性能各向异性（英文）

研究β锻造Ti-6Al-4V(Ti64)合金拉伸性能和断裂韧性的各向异性。对饼材不同取向的显微组织和晶体学织构进行分析,同时研究取样方向对拉伸性能、断裂韧性的影响。结果表明,Ti64饼材原始β晶粒呈扁平状。室温下合金主要由α相构成,β锻造后β→α相变产生的多个α相变体导致α相织构强度较低。力学性能各向异性的主要影响因素为原始β晶粒形貌以及与α织构相关的滑移。采用J积分阻力曲线法测定合金的起裂韧性,并将起裂韧性KJIC分为内在韧性和外在韧性。内在断裂韧性各向异性主要与原始β晶粒对裂纹尖端塑性区范围的影响相关;外在断裂韧性主要与α片层与集束对裂纹曲折程度的影响相关。     

离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响（英文）

研究在石墨型中不同立式离心力场下离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织及性能的影响。实验过程中铸型的旋转速度主要考虑了3种情况:0,110及210 r/min。结果表明:晶粒尺寸及片层厚度随铸件模数的减小和离心力的增加而减小,抗拉强度随铸件模数减小和离心力增加而明显增大,但铸件延伸率呈现相反的变化趋势。同时给出了重力系数、铸件模数与Ti-6Al-4V合金组织和力学性能之间的定量关系。作为与重力场下石墨型中Ti-6Al-4V合金铸件对比分析,研究了金属型中Ti-6Al-4V合金阶梯铸件组织的变化情况。研究发现:2种铸型中浇铸的合金铸件晶粒尺寸、片层厚度随冷却速度的变化趋势基本一致,结合2组实验数据,给出了重力场下Ti-6Al-4V合金铸件组织随冷却速度变化的定量关系。     

预变形对Ti-6Al-4V合金时效行为和力学性能的影响（英文）

研究了固溶处理后预变形对Ti-6Al-4V合金时效行为和力学性能的影响。结果表明:在940和955℃固溶处理后进行预变形,可以提高时效过程中第二相α的析出。在940℃固溶处理后,随着预变形量的增加,时效处理后第二相α含量增加,α相尺寸减小,合金的强度和硬度增加。在时效处理之前进行预变形可以明显提高合金的抗拉伸强度和硬度,也能同时保持比较好的韧性。相对固溶温度为940℃,Ti-6Al-4V合金在955℃固溶处理后进行预变形对于提高合金的强度和硬度的效果不显著。采用扫描电镜对不同预变形和时效处理后的合金断口形貌进行了分析。     

湿喷丸处理Ti-6Al-4V合金强化层的力学性能（英文）

采用湿喷丸处理方法在Ti-6Al-4V合金表面制备了改性层。利用X射线衍射技术、纳米压痕技术、扫描电镜以及透射电镜对合金改性层的残余应力、硬度以及显微组织随深度的变化进行研究。结果表明,改性层的残余压应力和硬度均随深度增加而减小,影响深度分别为160和80μm。通过显微组织观察发现,在80μm深度范围以内,残余压应力和硬度的增加是由细晶强化和位错强化共同主导的;在80~160μm深度范围内,残余压应力由位错强化主导。通过对硬度与屈服关系的公式进行修正,深入研究了Ti-6Al-4V合金湿喷丸处理后的强化层。     

异步热轧对钛合金Ti-6Al-4V微观组织及力学性能的影响（英文）

通过异步/同步热轧实验研究了异步热轧工艺对钛合金显微组织和力学性能的影响。实验表征了试样的显微组织、力学性能、断口形貌和微观取向。结果表明,复杂应变路径较之简单应变路径能更好地细化晶粒,同时提高强度和塑性,并且表层晶粒小于中心晶粒。异步轧制工艺相比同步轧制能更好地获得细小晶粒。异步轧制试样的强度及塑性值高于同步轧制试样相应值,提高异步速比可提高强度及塑性值。异步轧制试样的塑性变形机制可能是滑移,而同步轧制试样塑性变形机制为滑移或孪晶。     

激光快速成形Ti-6Al-4V合金力学性能

采用实验研究的方法，对激光快速成形Ti-6Al-4V合金的力学性能进行了探讨。结果发现：和锻造件相比，激光快速成形沉积态Ti-6Al-4V合金的拉伸性能具有高强低塑特点和更显著的各向异性；成形试样的组织、氧含量和冶金缺陷都将影响到拉伸性能，其中组织的影响最显著，其次为氧含量和熔合不良缺陷：对于氧含量符合GJBGJB2921-1997标准的激光快速成形Ti-6Al-4V合金，经固溶时效热处理后所获得的网篮组织综合性能最好，不论是强度指标还是塑性指标都高于锻件标准。     

Ti-6Al-4V-xH合金相转变的原位研究（英文）

研究在加热和冷却过程中的氢致Ti-6Al-4V合金组织转变和相转变。试样从室温加热到1273 K,随后又冷却至室温。氢含量范围为0~0.8%(质量分数)。系统研究氢致Ti-6Al-4V合金动态相变过程及相应的机制。当氢含量增大时,β相转变温度显著降低,但幅度趋缓,并且β相体积分数逐渐增加。在加热过程中,置氢Ti-6Al-4V合金的相转变可以分为三个阶段,具体的过程是:δ→α+H2↑?δ+α′→βH?α′→αH+βH?αH→α+H2↑?α→β?βH→β+H2↑。另外,也对氢含量与α′马氏体的Ms和Mf的关系进行研究。     

热喷涂巴氏合金中间层瞬间液相连接Ti-6Al-4V和Al 2024合金（英文）

研究热喷涂辅助瞬间液相(TLP)扩散连接Ti-6Al-4V和Al 2024合金,在铝基体上热喷涂80μm厚的巴氏合金作为中间层。热喷涂会产生粗糙清洁的表面,使得接头强度更高。采用的优化参数为:连接温度580°C,保温时间30和60min。显微组织观察和XRD衍射谱证明在Al焊缝处形成Al₂Cu、Al₂Cu Mg、Cu₃Ti、Ti Al₃、Ti Al和Mg2_Sn金属间化合物。另一方面,在Ti合金一侧形成Ti₃Al、Sn₃Ti₅和Ti₃Sn金属间化合物。随着连接时间从30 min增加到60 min,尽管巴氏合金中间层没有被完全消耗,但是其剩余厚度下降到大约15μm。研究表明,在60 min较长连接时间下,接头的剪切强度达到57 MPa的较高值。     

Ti-6Al-4V合金中α相颗粒溶解的相场模拟

通过相场方法定量模拟不同α初始颗粒尺寸分布(包括均匀、正态、对数正态以及双态分布)对Ti-6Al-4V 合金中α相颗粒溶解动力学的影响.方法中引入KKS 模型,从而避免界面能对化学自由能的依赖.结果发现:不同α初始颗粒尺寸分布下的α体积分数随时间的变化均符合衰减规律:f=fαexp(-Ktn),而α相体积分数及颗粒平均半径随时间的演化关系强烈依赖于α颗粒的初始尺寸分布.4种分布状态下α相的溶解速度从快到慢依次为均匀分布、正态分布、对数正态分布和双态分布.在对数正态和双态分布下,颗粒半径的演化均随时间先减小再增加,最后一直递减,而对于均匀和正态分布则随时间呈单调递减趋势.     

热轧温度对Ti-6AL-4V合金组织及动态力学性能的影响（英文）

在840,870,900和930℃条件下分别对等轴Ti-6AL-4V合金进行总变形量为78%的热轧,随后对热轧Ti-6AL-4V合金的显微组织形貌、织构及动态力学性能进行研究。结果表明,当热轧温度达到900℃以上时,TI-6AL-4V合金中才发生再结晶及相变,显微组织类型由等轴组织变为双态组织,组织及再结晶等轴α晶粒的含量随热轧温度升高而增加。热轧Ti-6AL-4V合金中的织构随热轧温度变化而改变,但α晶粒的0001方向始终平行于轧板的法向。热轧Ti-6AL-4V合金的动态力学性能具有明显的各向异性,且各向异性规律随热轧温度的变化而改变。随着热轧温度的升高,沿法向加载时,合金的动态流变应力不断减小,绝热剪切临界失效应变不断增大;沿轧向加载时,合金的动态流变应力基本保持不变,但临界失效应变明显降低;沿横向加载时,合金的动态力学性能在840℃到900℃的热轧温度范围内基本保持不变,但当热轧温度为930℃时,合金的动态流变应力明显升高,临界失效应变明显降低。     

热循环温度对Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

采用500～1 000 ℃热循环20次,研究Ti-6Al-4V(TC4)合金性能及微观组织的变化.结果表明:随热循环温度的升高,TC4合金强度先降低后升高;低于800 ℃时,TC4合金塑性随热循环温度升高变化不大,高于800 ℃,随热循环温度升高,TC4合金塑性快速降低;随温度升高,TC4合金的晶粒明显长大,温度高于800 ℃时,TC4合金中开始形成片层状组织,至1 000 ℃时,合金组织几乎呈全片层状.     

固溶工艺对Ti-6Al-4V铸造合金力学性能的影响

研究了在不同相区或同一相区不同固溶温度和时间下的固溶处理对Ti-6Al-4V钛合金微观组织和室温力学性能的影响。结果表明:Ti-6Al-4V钛合金在(α+β)两相区固溶处理后获得的细片层组织中晶界α相的连续性被破坏,并且粗大片层明显细化;在β相区固溶处理后的组织为具有晶内薄片α相和小的α群集的网篮状组织;与在β相区进行固溶处理获得的网篮组织的强度相比,在两相区较低温度区间(900～920℃)进行2 h固溶处理所获得的细片层组织的强度可提高8%～12%。     

电脉冲处理对激光沉积Ti-6Al-4V合金强度各向异性的影响（英文）

为消除激光沉积Ti-6Al-4V合金的强度各向异性,利用拉伸试验、光学显微组织观察、扫描电子显微观察、电子背散射衍射分析和透射电子显微观察研究电脉冲对激光沉积Ti-6Al-4V合金显微组织与强度的影响。结果显示,随着施加电压从0增加到130 V,β柱状晶内的显微组织按如下顺序演化：α′马氏体→集束α组织→网篮α组织。130 V电脉冲处理会弱化β柱状晶内马氏体织构。沉积态Ti-6Al-4V合金表现出约6.2%的屈服强度各向异性;经130 V的电脉冲处理后,屈服强度各向异性减小到0.6%。这主要是由于沿不同方向变形时,130 V电脉冲处理样品表现出近似相同的施密特因子分布。     

深冷和时效处理对Ti-6Al-4V合金低能冲击行为的影响（英文）

研究深冷和时效处理对Ti-6Al-4V合金冲击强度和力学性能的影响。对Ti-6Al-4V合金分别进行深冷处理(CT)、时效处理(AT)以及先深冷后时效处理(CAT)。用不同几何形状(半圆形、60°和90°锥角)的冲击头对经热处理和未经热处理Ti-6Al-4V样品进行冲击实验以考察冲击头几何形状对样品损伤特性的影响。结果表明,所有热处理样品吸收能量增加而损伤面积降低。由于吸收能量的增加,CAT样品具有最高的吸收能量和最小的损伤面积,而未经处理的样品出现最大变形。此外,冲击头的几何形状对样品的损伤面积和偏移量产生极大影响。使用60°锥角冲击头进行冲击实验的样品具有最大的偏移量(角)和最小变形面积。样品的变形面积随冲击头锥角的增大而增大。     

热循环温度对Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

对上限温度为500、650、800℃高温短时热循环200次后的Ti-6Al-4V合金室温力学性能和组织进行了研究。结果表明:循环温度对合金强度影响较为明显,循环温度的升高使合金抗拉强度降低;分析认为:温度高于650℃,实验合金组织中β相逐渐分解碎化,β相含量减少和α晶粒逐渐长大是强度降低的主要原因。     

样品尺寸对电子束逐层熔化成形Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响

研究了样品尺寸对电子束逐层熔化成形Ti-6Al-4V合金组织和力学性能的影响。结果表明:EBM法制备Ti-6Al-4V合金组织为α+β相。随着样品尺寸的减小,α片层厚度减小,位错密度增加,导致其强度升高,塑性下降。这一变化趋势在直径小于4 mm时比较明显,当样品直径大于4 mm后,强度随尺寸增加缓慢增加,塑性基本保持不变。样品沿垂直于基板方向生长时,会存在由细小针状α?马氏体相组成的不稳定生长区.随着距基板距离的增加,逐渐稳定生长。该不稳定生长区随着样品直径的增大逐渐减少。     

晶体织构对Ti-6Al-4V合金恒温β晶粒生长动力学影响

~~晶体织构对Ti-6Al-4V合金恒温β晶粒生长动力学影响@蔡学章     

退火处理对梯度多孔Ti-6Al-4V合金组织及力学性能的影响

利用电子束逐层熔化(Additive manufacture-electron beam melting,AM-EBM)快速成型技术制备了孔型结构沿水平方向呈梯度分布的Ti-6Al-4V合金,研究了退火处理对梯度多孔材料组织以及力学性能的影响。结果表明,该梯度多孔材料孔壁组织为α’片层组织,片层之间有少量的β相;其有效抗压强度、弹性模量为各均匀组分强度与模量的权重平均值。梯度多孔材料各层界面处容易产生应力不均,导致强度降低。在950℃退火处理1 h后,α相片层明显粗化,孔梁塑性提高,但有效弹性模量和抗压强度略有降低。     

离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响

该论文主要研究在石墨型中不同立式离心力场下离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织及性能的影响。实验过程中铸型的旋转速度主要考虑了三种情况：0, 110及 210 rpm。结果表明：晶粒尺寸及片层厚度随铸件模数的减小和离心力的增加而减小,拉伸强度随铸件模数减小和离心力增加而明显增加,但铸件延伸率呈现相反的变化趋势。文中给出了重力系数、铸件模数与Ti-6Al-4V合金组织和力学性能之间的定量关系。作为与重力场下石墨型中Ti-6Al-4V合金铸件对比分析,研究了金属型中Ti-6Al-4V合金阶梯铸件组织的变化情况,研究发现：两种铸型中浇铸的合金铸件晶粒尺寸、片层厚度随冷却速度的变化趋势基本一致,结合两组实验数据,给出了重力场下Ti-6Al-4V合金铸件组织随冷却速度变化的定量关系。     

电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的组织与性能（英文）

电子束快速成形是一种利用金属丝材沉积直接制造金属零件的新型增材制造技术。用电子束快速成形方法制备了Ti-6Al-4V合金,对其显微组织和快速成形态、退火态、热等静压态下的力学性能进行了研究。电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的低倍组织典型特征为沿堆积高度方向生长的贯穿多层沉积层的粗大柱状晶以及分布于层间及堆积路径间的明暗相间的带状条纹。各种状态下室温拉伸性能均有明显的方向性,其中X向、Y向强度较高,Z向强度低但塑性较好;消应力退火处理对室温拉伸性能没有明显影响;热等静压处理后材料的抗拉伸强度显著降低,但具有良好的塑性与韧性,同时能够明显降低高周疲劳性能数据的分散性。快速成形态及退火态室温拉伸性能均可满足AMS4999标准的要求,但与锻件标准HB5432相比仍有差距。