VAR制备TiAl合金铸锭的高温本构模型及挤压过程的数值模拟

采用Gleeble热压缩试验建立了真空自耗法制备φ220 mm TiAl合金铸锭的高温变形本构方程,将该本构方程嵌入Deform-3D软件后对不同工艺条件下TiAl合金铸锭的热挤压过程进行了数值模拟,获得了在不同模具锥角及不同挤压速度下棒材内的等效应变场、温度场,得出70%变形量下TiAl合金最佳的挤压工艺。研究发现,模具锥角对棒材等效应变场、温度场和均匀变形区尺寸均有较大影响;而挤压速度对棒材等效应变场影响不大,但对棒材的温度场有显著影响。     

TiAl合金铸锭发展现状及制备方法探讨

综述了TiAl合金的发展,针对采用真空自耗电弧熔炼制备TiAl合金铸锭时易出现成分不均匀和开裂问题,从过程控制、工艺改进、采用新的熔炼方法等方面进行了探讨,并给出了解决措施。     

挤压开坯后TiAl合金高温变形过程中的微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟机对经挤压开坯后的TiAl合金进行热压缩变形,研究热变形参数对合金微观组织的影响。结果表明,随着变形量的增加,γ相首先在晶界处发生再结晶并长大,α2相发生拉长、分解和球化,组织得到了细化;变形温度和应变速率对组织影响显著,提高变形温度和降低应变速率,可有效提高组织均匀性。对微观组织进行定量金相统计分析,得到了TiAl合金动态再结晶组织演化模型。     

挤压铸锭铸造设备的新进展

随着同水平浇铸法、热顶铸造法、加石墨套铸造法、加压气体铸造法和电磁场铸造法等铸造铸锭的新技术日益推广,必定要求大量改进半连续垂直铸造的设备.如果铸造设备没有按照高的标准设计和制造,那么上述新的铸造工艺也很难为用户提供表面优质、组织良好和平直度很理想的铸锭.本文评述了有内部导轨的和有外部导轨的液压铸造机,倾翻式和台车结晶器平台,可编程序控制器和传统的继电器控制器,以及有关铸造参数的自动程序控制等现代化设备.     

工业尺寸TiAl合金铸锭高温变形行为

采用Gleeble-1500研究了在应变速率为10-3s-1～10-1s-1和变形温度为1000℃～1200℃条件下,真空自耗方法制备180mm直径TiAl合金铸锭的热变形行为,并建立了高温变形的本构方程。结果表明,合金变形的流变应力对温度和应变速率敏感,铸态合金的热变形激活能为335.5kJ/mol,所建立的变形本构方程,可为制定工业尺寸TiAl合金铸锭的热加工工艺提供参考。     

Al-Mg-Si系合金中Mg_2Si含量及铸锭均匀化对挤压速度的影响

介绍了合金元素含量和铸锭均匀化处理对Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ系合金挤压速度的影响及其机理。     

真空悬浮熔炼高铌TiAl合金铸锭的成分组织均匀性

从宏观缺陷、化学成分分布、O含量和微观组织等几个方面,分析了真空悬浮熔炼制备高铌Ti Al合金铸锭的冶金质量。结果表明,经过合理设计锭模可以获得集中缩孔面积小、无裂纹的铸锭。真空悬浮二次熔炼获得的铸锭不同部位有成分>1at%的Al宏观偏析;采用优质原料,通过抽真空→熔化→充氩气→精炼的工艺路线可以使合金的含氧量达300μg/g。虽然存在Al宏观偏析,但是不存在原料未熔和在铸锭局部富集的现象,铸锭组织为近片层组织。     

挤压温度和挤压比对快速凝固Al-Li-Cu-Mg-Zr合金性能和组织的影响

用快速凝固技术制备了Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的微细粉末。粉末经冷压、真空除气、热挤压成棒材。研究了挤压温度和挤压比对合金力学性能的影响。试验结果表明:该合金合适的挤压温度和挤压比分别为300～400℃和25:1～44:1。观察并分析了不同挤压条件下该合金的显微组织和拉伸断口形貌。     

铸锭方式对Nd-Fe-B合金铸锭显微结构的影响

研究了NdFeB合金不同的铸锭方式所获得的显微组织结构特征。研究发现，传统工艺获得的炮弹式铸锭晶粒粗大，富钕相分布相对集中，还有α-Fe偏析；改进铸模和冷却方式获得的平板铸锭晶粒较小，柱状晶明显，富Nd相较薄，但某些小区域仍有团絮状的富Nd相。与传统工艺铸锭相比，组织得到明显的优化；快淬工艺得到的NdFeB合金铸片Nd2Fe14B柱状晶组织明显，细小，富Nd相极薄且均匀地分布在Nd2Fe14B的周围，是制备高磁性能尤其是(BH)m≥50MGOeNdFeB的理想显微组织。     

热电解生产的Al—Ti—B中间合金棒组织对铝合金铸锭组织的影响

对铝合金铸锭组织质量的要求在不断提高,为此必须寻找一种新方法,使之在铸造阶段消耗最低,又能够保证铸锭具有高质量的组织和规定的性质。控制组织遗传性的最可靠方法是用Al-Ti和Al-Ti-B中间合金的变质处理。但是,到目前为止,要得到高质量的含B中间合金,是尚未解决的问题。利用液态铝直接从氟硼酸钾中以化学方法还原出B的生产工艺,对组织尺寸和分布特性没有影响,因为这一过程难于控制。因此,用液态     

挤压比对Al-Cu-Mg-Ag-Er合金线材组织及性能影响

通过热挤压工艺制备了不同挤压比的Al-Cu-Mg-Ag-Er线材,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)和拉伸性能以及电阻率测试等方法研究了不同挤压比对合金线材显微组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明,随挤压比增大,晶粒尺寸减小;同时,合金挤压过程中,合金中原骨骼状的Al2Cu相和Al8Cu4Er相破碎,分别呈块状和颗粒状。在较高的挤压比(λ=50~100)下,块状的Al2Cu相部分溶解,Al8Cu4Er相仍稳定存在。随挤压比增大,合金的抗拉强度和伸长率提高,电阻率增大;挤压合金的力学性能和电阻率受到晶粒细化,析出相粒子熔化和材料加工硬化的综合影响。     

浇注温度对TiAl合金组织的影响

通过腊模实验设计重点讨论了离心浇注条件下,浇注温度对TiAl合金组织的影响.结果表明,浇注温度对试样热裂倾向有非常大的影响；当浇铸温度提高时,界面反应加剧,反应层厚度增加.     

热处理对挤压方棒TiAl合金组织与拉伸性能的影响

在1300℃(T_α-20℃)采用包套近等温热挤压得到Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金方形棒材,研究了方棒各部位形变、后续热处理组织对其拉伸性能的影响。结果表明：挤压比为3:1时,铸造片层组织未能均匀破碎,变形程度沿边缘到芯部减弱,合金组织主要由细小等轴晶粒带、残余片层及粗细不等的γ晶粒构成。900℃热处理后,合金向等轴γ组织转化,但仍保留挤压态形貌,平均室温断后延伸率3.3%,合金室温和高温(800℃)的抗拉强度、延伸率与性能均一性得到最佳匹配;1150~1350℃以上热处理,合金组织向近γ→双态→片层组织转变,室温抗拉强度和断后延伸率均降低。在900℃长时间保温时,残余片层限制了γ晶粒的生长。     

TiAl合金增压器涡轮的铸造

采用高频感应加热快速熔炼、低模壳温度稳速浇注工艺铸造出一批TiAl增压器涡轮。TiAl合金由于其比重小，可大大减小涡轮的转动惯量矩，对优化涡轮设计，提高了车辆机动性能有着很重要的意义。     

挤压比对喷射成形高锰ZA35合金的影响

利用喷射成形与热挤压两种工艺相结合的方法制备高锰ZA35合金,研究了不同挤压比对喷射成形沉积坯件材料在320℃热挤压的微观组织及力学性能的影响.结果表明,喷射成形能够有效地抑制ZA35-3.5Mn合金中粗大的富Mn相的析出,获得均匀细小的组织;在随后的热挤压过程中,通过较低挤压比即可使ZA35合金达到致密,在室温下具有良好的力学性能.     

Al—Mg—Si系合金的Mg2Si含量及铸锭均匀化对挤压速度的影响

介绍了合金元素含量和铸锭均匀化处理对Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金挤压速度的影响及其机理。     

大尺寸高铌钛铝合金铸锭的组织

通过金相、扫描电镜、投射电镜、X-射线和能谱等方法对真空自耗 真空自耗凝壳复合熔炼工艺制备的Ti-45%Al-(8～9)%Nb-(W,B,Y)(原子分数)合金大尺寸铸锭的组织进行了分析。结果表明,铸锭组织是由表面细小均匀和大部分存在微观偏析的γ/α2片层团和少量分布于片层团间的γ和β(B2)晶粒组成的近层片组织(NL)。大部分组织含有明显的γ聚集区,片层团的尺寸为75μm,平均片层厚度为700nm。β以不规则形状存在于片层团间或以片状和块状存在于片层团内。另外有大量长达60μm的棒状和针状硼化物。     

层状组织对双相TiAl合金裂纹扩展的影响

在ＴＥＭ下原位观察了双相ＴｉＡｌ层状组织对裂纹扩展的影响，发现了裂纹尖端的钝化以及裂纹的扩展方式与裂纹和片层界面的夹角有关。当裂纹接近平行片层界面时，主裂纹前端有微裂纹产生，此时剪切带韧化机制起主导作用。而当裂纹垂直于片层界面以及介于平等我恶性循环之间进，片支界面对扩展裂纹的阻碍，界面滑移造成的裂纹尖端钝化是层状组织韧化ＴｉＡｌ合金的主要原因，依据裂纹形核的位错理论地上述现象进行了分析。