Ti-6Al-7Nb合金随温度的组织与性能演变

为揭示Ti-6Al-7Nb合金随热处理温度的不同,显微组织、力学性能及相组成的变化规律,研究了合金在650℃-1030℃热处理空冷条件下的组织演变,进行室温力学性能测试与XRD分析。结果表明：650℃属于时效温度,热加工得到的原β转变组织中析出细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。700℃-850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足相关标准要求。合金弹性模量处于94-100 GPa。950℃-1030℃温度范围内,随着温度的升高,由于二次针状α相的析出,或者生成α"相,呈现强度上升,塑性下降的趋势。650℃、850℃两个温度热处理后,Ti-6Al-7Nb合金的XRD图谱未出现β相的衍射峰,均为α相的衍射峰。1030℃热处理后,α"相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其它晶面的衍射峰能量很弱。合金弹性模量达最大值108GPa。通过金相观察,推算Ti-6Al-7Nb合金α+β→β转变的开始温度处于900℃-920℃,终了温度处于1010℃-1030℃。     

Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金板材制备及热处理工艺研究

采用真空自耗电弧炉进行3次熔炼得到Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金铸锭，铸锭经五火锻造、三火热轧、板材压校、表面处理等工序，得到规格为δ1.2 mm×600 mm×1000 mm的宽幅薄板。其中，五火锻造及第一火轧制均在单相区进行，第二火轧制为换向轧制并在两相区进行，成品轧制采用保温轧制的方式。结果表明：保温轧制温度为1050℃时板形最优，且经单时效或固溶+时效处理后均为脆性断裂。相比于固溶+时效的热处理方式，经单时效处理析出的等轴α₂相与次生针状O相较多，α₂相尺寸较大，O相片层细小，可以提高合金的强度。经固溶+时效处理可以提高合金的延伸率，但强度略低于单时效。     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。     

BaZrO3复合型壳定向凝固Ti-46Al-8Nb合金的微观组织研究

采用BaZrO_3复合型壳定向凝固Ti-46Al-8Nb合金。通过扫描显微镜、金相显微镜和XRD等手段分析了BaZrO_3耐火材料与金属熔体之间的界面情况、熔体通过螺旋选晶器后的晶粒数目和片层变化、晶臂与枝晶干的夹角以及凝固后Ti-46Al-8Nb合金的组织形貌。结果表明,BaZrO_3复合型壳与Ti-46Al-8Nb合金之间存在约为10μm的扩散层;在抽拉速度7.7 mm/min、温度1 550℃条件下,Ti-46Al-8Nb合金的初生相为α相以及β相,经过定向凝固后的微观组织为γ+α_2片层、γ相以及B2相;在定向凝固过程中,螺旋选晶可以明显使晶粒数目减少,但是对片层间距的大小无影响。     

Ti3Al—Nb合金的组织结构分析

用透射电子显微术和X射线能谱术分析了Ti_3Al-Nb合金在不同热处理状态下的组织结构。结果表明。添加铌使Ti_3A1基合金的铸态组织中的α_2相晶粒中的有序畴细化。Ti_3Al-11Nb合金从高温缓冷到室温的组织由粗大的α_2相晶粒和晶间的β相晶粒组成。Ti_3Al-10Nb合金从1200℃空冷、油淬和水淬到室温后,组织(主要或全部)分别为α_2相、马氏体相+B2相,B2相组成。油淬样品在750℃时效时沿晶界和晶内析出不同形态的α_2相。α_2相晶粒及其内部的有序畴在时效过程中长大。     

α_2＋B2相区等温锻造及热处理对Ti-22Al-25Nb合金组织和性能的影响

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α2+B2相区等温锻造及不同制度热处理,其显微组织演变规律和室温、高温拉伸性能变化。结果表明:在α2+B2相区等温锻造后显微组织仍由等轴α2相颗粒、O相包裹着的等轴α2相、细小板条状O相与B2基体组成,与原始锻棒组织的区别在于等轴α2相颗粒发生溶解,数量减少,尺寸下降;等温锻造后再在O+B2相区固溶处理的,组织中等轴α2相颗粒分解,由等轴α2/O相颗粒、板条O相和B2基体组成,且随固溶温度升高,板条O相溶解,变粗、变短;等温锻造后经固溶加时效处理时,B2基体中析出二次针状O相,且随时效温度升高,二次针状O相变粗、变短,室温及650℃高温拉伸性能也随时效温度升高,表现为强度降低而塑性提高。     

Ti-22Al-25Nb合金B2相在α_2+B2相区长大行为的研究

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区不同加热温度和不同保温时间下,B2相晶粒的长大行为。结果表明,Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区加热时,基体B2相的晶粒尺寸随着加热温度的升高而增大,α_2相颗粒对B2相晶界迁移具有钉扎和阻碍作用,从而抑制了B2相基体晶粒的长大;随着保温时间的延长,基体B2相晶粒尺寸长大速度呈现先快后慢的规律,这主要是由于当加热时间较短时,B2相晶粒尺寸较小,晶界扩散的驱动力较大,晶粒长大速度快,而随着加热时间的延长,B2相晶粒尺寸不断增大,晶界迁移驱动力减小,晶粒长大速度放缓。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

热处理对B2相区等温锻造Ti-22Al-25Nb合金组织和性能的影响

研究了B2单相区等温锻造Ti-22Al-25Nb(原子分数)合金经不同固溶加时效热处理工艺处理后,其显微组织的演变和力学性能的变化。研究结果表明,随着固溶温度的升高,Ti-22Al-25Nb合金组织中一次板条状O相变短变粗,体积分数减小,有球化的趋势,在随后的时效过程中会析出更多的次生针状板条O相;拉伸强度也随固溶温度升高而增加,塑性略微提高,断裂主要以沿B2晶粒的解理面解理断裂或准解理断裂为主,呈现许多近似层状的解理小刻面,其微观形貌为微孔状的韧窝。     

β热处理对SEBM Ti-6Al-4V Diamond点阵材料显微组织和力学性能的影响

采用电子束选区熔化(SEBM)技术制备Ti-6Al-4V Diamond点阵材料,研究β热处理(1100℃/2 h/FC)对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,经β热处理后,Ti-6Al-4V Diamond点阵材料的显微组织由原始β柱状晶转变为等轴晶,针状马氏体α′相以及α+β细片层组织转变为相互平行的α+β粗片层组织,且α片层平均厚度由0.8μm增加至7.4μm。此外,Ti-6Al-4V Diamond压缩应变增加,最大可达13.1%,但强度降低;热处理对点阵材料的模量影响较小。点阵材料的结构与材料具有独立性,热处理不会改变Ti-6Al-4V Diamond点阵材料强度、模量与相对密度的指数关系。     

用电子束焊接Ti3Al基金属间化合物

研究了电子束焊接工艺对Ti-23Al-17NbTi3Al基合金板材焊接质量的影响以及焊后热处理制度对焊件拉伸性能的影响.分析了热处理后熔合区成分及显微组织.结果表明,该合金具有良好的电子束焊接性能,焊接参数可在一定范围内调整,焊接速度对焊接质量的影响较大.发现未经焊后热处理熔合区的组织主要为β/B2相;在650℃拉伸时,断裂发生在熔合区,为沿晶断裂.经850℃×2 h焊后热处理,熔合区组织中有α2和O相析出,使合金获得了较好的综合力学性能.经750℃×2 h焊后热处理,热影响区转变为O相近等轴晶的粗大组织,致使合金的室温拉伸塑性下降.     

Ti-22Al-25Nb合金板条组织高温高周疲劳行为

研究了双尺寸板条组织的Ti-22Al-25Nb合金在650 ℃和700 ℃下的高周疲劳行为,采用升降法测试了合金的高温高周疲劳强度极限,当应力比R=-1,循环周次Nf=107次时,650 ℃和700 ℃的疲劳强度极限分别为470 MPa和400 MPa。对于双板条组织的Ti-22Al-25Nb合金,其疲劳裂纹既可萌生于试样表面,也可萌生于次表面,并且高周疲劳裂纹在次表面形核的试样具有更高的疲劳寿命。此外,研究发现双尺寸板条组织在高温高周疲劳损伤过程中以胞状析出的形式发生B2→β+O相变,形成组织中的不均匀区域,促使疲劳裂纹在此优先形核。     

固溶时效处理对Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、硬度测试、电导率测试和室温拉伸性能测试等分析手段,研究了Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带固溶、单级时效和双级时效制度下的组织和性能。研究表明,Al-6.6Zn-2.3Mg-2.1Cu-0.12Zr合金挤压板带采用475℃/2 h的固溶处理制度,析出相回溶充分,无过烧现象;合金采用475℃/2 h+120℃/24 h的T6时效处理制度,晶内析出相细小弥散,晶界析出相连续分布;合金采用475℃/2 h+110℃/8 h+160℃/28 h的T74双级固溶时效处理制度,晶内析出相以η’和η为主,晶界析出物完全断开。     

5Cr21Mn9Ni4Nb2WN耐热钢M(CN)和M23(CN)6的可逆析出反应

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和选区电子衍射分析(EDA)、能量色散X-射线衍射分析(EDAX)等技术研究了5Cr21Mn9Ni4Nb2WN耐热钢锻态,1200℃ 120 min水冷固溶,+1030℃ 20~240 min水冷固溶状态,再经1220℃ 20~240 min水冷固溶状态的晶内和晶界面上碳化物相、显微组织和力学性能。结果表明,5Cr21Mn9Ni4Nb2WN钢在1030℃固溶时晶界晶内不但有粒状M₂₃(CN)₆析出,同时M(CN)块作为补充碳源发生了向M₂₃(CN)₆的退化反应,其室温冲击功急剧下降,但对钢的屈服强度影响不大;再经在1220℃固溶处理时出现M₂₃(CN)₆向M(CN)的逆析出反应,该钢又显示出较高的室温冲击功。     

Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2体系相平衡研究

为揭示Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律，采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法，考察了温度、钙硅比（CaO/SiO2）、Nb2O5含量等因素对炉渣相平衡关系的影响，并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明：铌的结晶矿物主要有三种，分别为Ca2Nb2O7、Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)和3CaO?MgO?Nb2O5；铌先富集于液相，相较于脉石组分，含铌固相为后析出相；CaO/SiO2增加会使含铌固相优势区间发生从Ca2Nb2O7相到Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相、再到3CaO?MgO?Nb2O5相的转变。Ca2Nb2O7相的优势析晶区间为：温度1 050~1 200 ℃，C/S=0.8~1.2。Nb2O5在Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。     

热暴露温度对电力用Ti-20Mo高温合金表面氧化的影响

为进一步提升Ti-20Mo合金抗氧化能力,研究了不同热暴露温度下电力用Ti-20Mo高温合金表面氧化及组织演变。结果表明：原始合金组织存在等轴α晶粒和大量片状α+β共晶组织。以200℃和400℃温度热暴露时,试样增重均小于6 mg;当热暴露温度为600℃时,试样氧化增重近似呈线性增长,最终达16.1 mg。热暴露温度上升有助于合金更快完成回复和再结晶转变过程,达到细晶强化的目的。热暴露合金均形成了等轴α晶与片状α+β共晶组织,随着温度的上升,晶粒尺寸也明显增大,晶粒分布更均匀,当热暴露温度为600℃时晶界部位析出大量细小组织。原始Ti-20Mo合金组织包括α相和TiO₂相,热暴露温度升高后合金内产生更多TiO₂相。当热暴露温度为200℃和400℃时,合金氧化膜内生成了TiO₂;当温度升到600℃时,合金氧化膜内形成了Al₂O₃。     

时效处理对Ti-22Al-25Nb合金线性摩擦焊接头组织和力学性能的影响

对Ti-22Al-25Nb合金线性摩擦焊接头进行840℃×2 h的时效处理,研究了焊接头的组织和力学性能。结果表明,焊接头主要分为3个区域,分别是焊缝区、热力影响区和母材区。焊缝区组织以B2相为主,α2相和O相的数量相对较少。热力影响区仅有少量的α2相和O相转变为B2相,且α2相形态变化不大。EBSD分析结果表明,母材的晶体学取向无法遗传到最终的焊缝组织中。经过840℃时效处理后,焊缝区发生了动态再结晶并析出了O相。在热力影响区,α2相的分解并不充分,可以观察到rim-O相围绕α2相析出。母材区O相有所长大,而α2相的形态无明显变化。时效处理之后细晶强化与O相的析出强化作用显著提高了焊接头的力学性能。     

ECAP加工中Ti-6Al—7Nb合金晶界取向对其力学性能的影响

<正>Ti-6Al-7Nb合金与Ti-6Al-4V合金相似,但是具有更强的惰性,是专为医疗应用而设计的。然而,与Ti-6Al-4V合金不同的是,该合金为近α型合金,β相含量小于5%,所以不能通过常规热处理进行强化。众所周知,利用大塑性变形(SPD)技术能够获得超细晶(UFG)纳米结构材料,其晶粒尺寸小于1μm,并且具有优良的力学性能。UFG纳米结构的形成可以使Ti-6Al-7Nb合金的强度得到提高,在许     

M23C6析出相对节镍型奥氏体不锈钢冷轧表面裂纹的影响

为找出生产的节镍型奥氏体不锈钢冷卷表面裂纹形成原因,通过光学显微镜、扫描电镜对表面裂纹进行检测分析并结合热处理试验及热力学软件JMatPro进行分析计算研究。检测分析发现裂纹处晶界存在大量的析出相,据此推测析出相是导致钢材冷轧形成表面裂纹的主要原因。模拟连续退火工艺开展热处理试验,结果表明正常退火工艺无法完全消除热轧工序钢卷晶界处聚集的大量析出相。计算研究该成分体系下奥氏体不锈钢的平衡相图,结合能谱及透射电镜衍射斑点分析,结果表明M₂₃C₆碳化物的沉淀温度范围为500～925 ℃,钢卷从高温缓慢冷却下来会析出M₂₃C₆碳化物,析出鼻温区为850～900 ℃。以此结合实际工艺流程对减少钢卷中M₂₃C₆碳化物析出提出了可能的措施。     

Nb-V-Ti-N微合金化结构钢中碳氮化物析出的热力学分析与实验研究

为了更好地研究Nb-V-Ti-N微合金化结构钢中碳氮化物(MX)的析出行为,通过Thermo-Calc热力学软件并辅以TCFE8数据库分析了钢中析出碳氮化物的种类、数量、温度及成分,并利用场发射扫描电镜、透射电镜和能谱仪分析了碳氮化物的形貌、成分、尺寸及分布。结果表明,钢中MX析出相分别为面心立方结构的富Ti高温析出相、富Nb中温析出相和富V低温析出相;随Nb质量分数由0.050%增至0.100%,富Nb相析出温度由1 210℃升高到1 270℃,析出量由6.877×10^-4增加到1.265×10^-3,而富Ti和富V相析出温度分别由1 451℃和1 080℃降低到1 434℃和1 020℃,析出量分别由3.663×10^-4和5.562×10^-3减少到2.331×10^-4和5.281×10^-3。实验研究得到的非平衡条件下MX析出特征与热力学计算结果基本一致：高温奥氏体区析出的亚微米颗粒能够钉扎晶界,诱导晶内铁素体形成,提高细晶强化效果;而中温两相区和低温铁素...