α+β两相钛合金元素再分配行为及其对显微组织和力学性能的影响

研究了两相区固溶温度及固溶后冷速对Ti-6Al-4V (TC4)合金元素再分配行为的影响,利用EPMA技术表征了初生α相(α_p)以及β转变区域(β_t)的元素浓度,考察了β_t显微组织尺寸随固溶温度及元素浓度的变化。结果表明:随着固溶温度升高,β_t区域元素浓度变化显著,表现为Al含量升高、V含量降低,而αp晶粒中元素浓度变化较小,导致两区域元素浓度差异减小;同一固溶温度下,以不同冷却方式(水冷、空冷及炉冷)冷却的显微组织及元素分布显示,冷却速率越低,α_p比例越高,α_p与β_t之间元素浓度差异越明显。合金经固溶水冷、空冷后,β_t分别为淬火马氏体、次生α相(α_s)+残余β相,2种冷速下β_t的显微组织尺寸均与高温β相内的元素浓度水平有关,即β_t内部显微组织尺寸受固溶温度的显著影响。利用纳米压痕技术表征了不同固溶温度下微区域(α_p、β_t)的力学特征,结果表明,密排六方(hcp)晶格α_p本身呈现的力学行为的各向异性对其纳米压痕性能起决定性作用,而β_t的弹性模量及硬度主要受α_s片层尺寸的影响。最后讨论了"固溶温度-微区元素浓度-微区显微组织-微区力学性能"之间的关系。     

TC25钛合金α+β锻件和准β锻件组织和性能研究

为满足航空发动机钛合金锻件对安全性和可靠性的需求,以某型航空发动机第一级压气机盘TC25钛合金锻件为研究对象,对比分析了α+β锻件和准β锻件的微观组织和力学性能。结果表明：α+β锻件为双态组织,准β锻件为含初生α相的片层组织;α+β锻件在室温、高温下的抗拉强度和屈服强度较高,准β锻件的热稳定性较高。准β锻件较小的集束尺寸使其塑性较高。由于原材料的Al和O含量偏高,导致两种锻件的热稳定性偏低。两种锻件的持久寿命均满足要求。     

热处理参数对βc钛合金显微组织与机械性能的影响

研究了不同固溶温度儿时效温度对βｃ钛合金显微组织和机械性能的影响,在高温固溶自理和较低温度时效后,合金获得了强度和韧性较好的匹配。固溶时效后,合金铁显微组织是由β－母相和析出的α相组成,拉伸和断裂韧性断口特征是塑坑和解理混合型。     

热处理对一种新型β钛合金显微组织和力学性能的影响

在钛合金中,由于β钛合金具有高的比强度且强度与断裂韧性匹配良好等优点,引起了人们极大的关注,成为了航空航天领域最具应用前景的材料之一。经过了十多年的研究和应用,β钛合金已快速进入航空航天领域并形成了一定的规模。由于时效析出的α相细小,使得β钛合金的强度很高,但塑性较差。例如,第一个商业化的应用是洛克希德     

锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响

针对TC31钛合金高筋薄腹板锻件,在α+β相区进行不同温度下的锻造试验,获得了不同锻造温度下的TC31钛合金强度和显微组织形貌,结果表明:TC31钛合金在Tβ-50℃到Tβ-20℃温度区加热锻造得到的显微组织均为α+β双态组织,拉伸性能满足技术条件要求,其中在Tβ-35℃拉伸性能最优.     

添加C对β钛合金微观组织的影响

过去50余年对β钛合金的研究取得了巨大的进展,这些合金在机体、航空发动机上的用量逐渐增加.然而,β钛合金的进一步应用受其机械性能、氧化抗力及钛火危险的限制.     

预时效对粗晶β钛合金微观组织和机械性能的影响

本文研究了预时效时间对粗大晶粒β钛合金组织与力学性能的演变。结果表明：预时效可以辅助次生α相形核,形成细小均匀的次生α,随着预时效时间延长,次生α相变得越细小;β钛合金对预时效处理很敏感,在粗晶条件下,仅经过550℃的单级时效强度仅为1340MPa,而经350℃预时效处理后,再经550℃的双级时效处理,强度可达到1760Mpa,和单级时效相比提高了30%;维氏显微硬度由于次生α相的细化,随着预时效时间的延长而增加。     

β稳定元素对钛合金α相强化行为的影响

采用显微硬度测试结合宏观试样拉伸性能测试法,研究β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对钛合金α相强化行为的影响。结果表明:β稳定元素Mo、V、Cr、Fe对α相的强化作用明显大于α稳定元素Al。在Ti-xMe合金中添加6%(质量分数,下同)的Al,α相的硬度和抗拉强度得到显著提高。在有6%Al元素的条件下,合金元素对钛合金α相的强化能力与没有Al元素时相同,其强化作用由大到小的顺序为:FeCrMoV。在Ti-xCr、Ti-xV,Ti-xMo、Ti-xV,Ti-xFe、Ti-xV这3组不同成分的合金相中添加6%Al,其强度之差变小。     

时效温度对一种新型β钛合金组织演变及力学性能的影响

采用d-电子合金设计法设计了一种β钛合金,Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe(wt.%)。在450℃~600℃范围内选取了多个时效温度进行时效处理,以研究时效温度对该合金组织演变及力学性能的影响。结果表明,当时效温度为500℃时,在ω辅助形核机制作用下,形成了尺寸和相间距更小的次生α相,在此细小的次生α相对β基体的强化作用下合金抗拉强度达到最大值,为1510MPa;同时,由于晶界α相的析出以及晶界无析出区的形成,导致合金的塑性极差,伸长率仅为4.6%。随着时效温度的升高,晶内细小的次生α相粗化。粗大的次生α相导致其相间距增大,并使可有效阻碍位错运动的α/β相界面减小。时效温度的升高使合金强度降低,但合金塑性提高。当时效温度升高至600℃,在β晶界处形成了向晶内平行生长的板条状次生α相,同时β晶粒内次生α相间距增大,使合金塑性明显提高,伸长率可达12.2%。     

TC25钛合金环形件组织和性能的研究

采用α+β锻和β锻两种锻造工艺研制了TC25钛合金环形件,对锻件的各项性能指标如拉伸性能、冲击韧性、热稳定性能等进行了测试。此外,还列出了该系列产品的损伤容限特性包括T形缺口冲击韧性KCT,断裂韧性KIC和裂纹扩展速率da/dN。结果表明,β锻的损伤容限特性要优于α+β锻,更适用于制造在500～550℃长时工作的构件。     

准β锻造和β热处理对TC11组织和断裂韧性的影响

研究了准β锻造和β热处理对TC11钛合金显微组织和断裂韧性的影响。结果表明TC11钛合金经准β锻造及β热处理后断裂韧性相较于魏氏组织明显提升,延伸率提升约50%,断面收缩率提升约20%,KIC提升约20%。由于准β锻造改变了层片状α相的析出形态,形成了取向差异化明显的束集,抵抗裂纹扩展的组织协调性更佳,从而使得断裂韧性更优;而魏氏组织试样主要以晶界和大片次生α相增加裂纹扩展曲折性。     

TA15钛合金近β变形三态组织中片状α演化规律

近β变形+热处理工艺为TA15钛合金获得三态组织提供了一种可行途径,作为三态组织的重要组成部分并决定其损伤容限性能的片状α是在近β变形和后续热处理共同作用下产生的,其演化过程十分复杂,而三态组织对各相特别是片状α的含量和形态要求苛刻。本研究采用热模拟压缩实验和定量金相实验研究了不同近β变形条件下(变形温度、变形程度和应变速率)TA15钛合金变形+高低温强韧化热处理(950℃/100 min/WQ+800℃/8 h/AC)后微观组织演化行为,揭示了组织中片状α含量和形貌的演化规律;在此基础上,以高损伤容限性能为目标,研究确定了获得满足三态组织要求并具有优异断裂性能的片状α近β变形条件区间;实验和理论分析表明:针对TA15钛合金,在所确定的近β变形区间内可以获得性能优异的三态组织。研究结果可为TA15钛合金通过近β变形工艺获得三态组织和性能优化的片状α提供指导。     

变形条件对钛合金微观组织的影响

以钛合金为研究对象,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行热模拟试验,分析不同变形条件对钛合金微观组织的影响。该研究为探索低成本钛合金的微观组织提供理论依据和实验依据。     

变形条件对钛合金微观组织的影响

以钛合金为研究对象,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行热模拟试验,分析不同变形条件对钛合金微观组织的影响。该研究为探索低成本钛合金的微观组织提供理论依据和实验依据。     

铬含量对Ti5Mo5V3Al-XCr系合金α+β/β转变温度的影响

通过计算法、连续升温金相法及差示扫描量热法对Ti5Mo5V3Al-XCr(X=1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,质量分数,%)系列合金的α+β/β相转变温度进行了测定。金相法测定结果显示,随着Cr含量的增加,相转变温度呈线性下降趋势,每提高1%的Cr含量,相变点降低17.5℃左右。通过观察各合金不同温度下的显微组织,发现随着Cr含量的增加,合金稳定β相能力逐渐提高,合金逐渐由近β钛合金向稳定型β钛合金过渡。结合差示扫描量热法测量结果显示,随着Cr含量的增加,合金相转变过程中的热效应逐渐减弱,相转变效应减弱。对比3种测定方法,尽管各有优缺点,但就β钛合金而言,金相法仍是最为直观、精确及可靠的方法。     

可生产带卷的高强度α-β钛合金

日本神户制钢所的大山英人先生因开发了KSTi-9钛合金荣获2001年度日本钛协会技术成果奖。大山英人先生从1982年开始进行Ti-6Al-4V的断裂研究，1984年硕士毕业后进入神户制钢所，从事了2年的近β钛合金的研究，其后进行了β钛合金的组织控制研究。并在神户制钢所首次成功轧制了Ti-15-3-3-3带卷，还开发了Ti-16V-4Sn-3Al-3Nb合金。从1997年开始开发KSTi-9钛合金。 世界钛加工材产量的5100t中有一半是钛合金，其中α-β合金占绝大多数，特别是以Ti-6Al-4V为主体的合金。但Ti-6Al-4V在使用中存在不足，最大的缺点是冷加工性差，例如当…     

高强β钛合金热机械加工及对显微组织和性能的影响

高强β钛合金的力学性能对加工参数的变化非常敏感。时效处理是基于残余亚稳β相的分解而进行的。最终时效时，因大量细小α板条的析出而使合金得以强化。热机械加工的主要目的是消除或减少晶界连续α层对某些力学性能的负面影响。德国学者着重对Ti-6246和β-CEZ高强β钛合金进行了研究。 1 加工与显微组织 1.1 β退火 β退火由β单相区均匀化，(α β)两相区高温时效及(α β)两相区低温时效组成。显微组织以均匀化处理阶段在β晶界上形成连续α层为特征之一，并产生向β晶内生长的平行束状“边界α板条”。在高温时效阶段形成贯穿基体…     

热处理温度对TC21钛合金微观组织的影响

对TC21钛合金在880～950℃进行固溶,研究了固溶温度对TC21钛合金的微观组织的影响规律.采用OM、TEM及EBSD取向分析方法,研究了热处理温度对TC21钛合金中形成块状α相的影响规律.结果表明,在880℃、900℃观察到了块状α相,在930℃、950℃没有观察到块状α相.EBSD取向分析表明,大块α相与其临近β相之间满足Burgers取向关系.显微硬度在900℃固溶后达最小值,温度高于900℃时,显微硬度增加.