Ti－1023合金拉伸试验的电镜原位观察

用扫描电镜和透射电镜原位观测了Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金经固溶处理获得亚稳定β相后在拉伸过程中α″相的形成、长大及裂纹的萌生与扩展，以及最终断裂过程．并采用ＤＩＣ金相方法方便地区分滑移线和α″相．     

EFFECT OF β-FLECKS ON MECHANICAL PROPERTIES OF Ti-10V-2Fe-3Al ALLOY

Effect of β-flecks on properties of tensile elongation and low cycle.fatigue life at room tern.perature for Ti-10V-2Fe-3Al alloy has been investigated.The cracks along initial β-grainboundaries in the β-fleck region may propagate to form intergranular brittle fracture.Underalternating load,the β-fleck often becomes a fatigue origin.While under higher strain,thecracks initiate and propagate to fracture early at the original β-grain boundaries in β-fleckregion and at α-grain boundaries.     

The powder sintering and isothermal forging of Ti-10V-2Fe-3Al

The synthetic technology of powder sintering and isothermal forging was explored to prepare a powder Ti-10V-2Fe-3Al (Ti-1023) alloy. Hydride-dehydride powder was provided from unqualified Ti-1023 ingot alloy because of “beta fleck” defect. After cold isostatic pressing and sintering, the compact presented uniform chemical composition, but lamella alpha microstructure. Isothermal forging technology was used to further densify the sintered compact and improve the microstructure and properties. The final forged compact exhibited equiaxed, recrystallized, and fined alpha phase microstructure, and excellent tensile properties at room temperature.     

高尔夫用Ti-1023钛合金板材的热处理工艺研究

研究了热处理工艺对Ti-1023钛合金板材组织和性能的影响.讨论了工艺、组织和性能之间的关系.为高尔夫用Ti-1023钛合金板材选择合理的热处理制度提供依据.     

热处理对Ti-10V-2Fe-3Al合金相变化与性能的影响

对Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金进行热处理研究,分析固溶时效过程中的相变化以及对性能的影响。结果表明,在Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金可以通过热处理在在内调整性能。     

Ti-10V-2Fe-3Al合金的高温流变行为及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金进行了变形温度为850~1150 ℃,应变速率为0.01~10 s-1的等温热压缩实验。引入Zener-Hollomon参数,建立了该合金的热塑性变形双曲正弦本构方程。基于动态材料模型理论构建了该合金在不同应变下的热加工图。结果表明：Ti-10V-2Fe-3Al合金的流变失稳区主要发生在高应变速率下,热变形时适宜的变形安全区温度为1100~1150 ℃,应变速率为0.01~0.07 s-1。     

Effect of beta flecks on low-cycle fatigue properties of Ti-10V-2Fe-3Al

The effect of beta flecks on low-cycle fatigue (LCF) properties was investigated at room temperature for a high-temperature (α + β)-processed and also a β-processed Ti-10V-2Fe-3Al alloy. For both the (α + β)-processed and the β-processed material, beta flecks had a significant influence on LCF and tensile properties. The materials with beta flecks showed a loss in LCF life and ductility. Larger beta flecks resulted in lower LCF life and ductility. It seemed that β-forged material contained much smaller beta flecks but had a similar detrimental effect on LCF properties as the (α + β)-processed one. Based on the diffusion calculation, it could be concluded that chemical composition inhomogenieties could not be reduced by using beta forging in the 820 °C β region. Extensive light microscopy and scanning electron microscopy (SEM) observations showed that beta flecks were susceptive to crack nucleation and propagation.     

Macrosegregation Behavior of Ti-10V-2Fe-3Al Alloy During Vacuum Consumable Arc Remelting Process

The effects of melting current and magnetic field in vacuum consumable arc remelting (VAR) process on the macrosegregation of Ti-10V-2Fe-3Al ingot are investigated in this paper. The results show that Fe content increases gradually from the bottom to the top of ingots along axial direction and the degree of macrosegregation is greater in the radial direction in the middle of the ingot versus the top and bottom. The macrosegregation rate of Fe element is higher with melting current of 2.6 kA than that of 1.7 kA in Ti-10V-2Al-3Fe ingot. There are two forces, buoyancy and Lorentz forces which arise from the flow of current through the pool of VAR when without magnetic stirring, but a new Lorentz force arising from the presence of external inductors occurs with adding magnetic stirring which decreases the macrosegregation rate of Fe element in Ti-10V-2Fe-3Al.     

热轧变形对Ti-10V-2Fe-3Al合金组织和性能的影响

研究了形变温度、形变量以及双重时效工艺对Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着形变温度的提高,在时效过程中析出的次生α相含量逐渐增加,合金强度升高;然而,当形变温度高于相变点时,初生α相对β晶粒的钉扎作用明显减弱,使得β晶粒迅速长大,导致合金的拉伸塑性明显下降;次生α相的体积分数主要决定于形变温度,因此应变量对Ti-10V-2Fe-3Al合金力学性能的影响较小.此外,相对于单重时效工艺,由于在低温时效(300℃×8h)时发生ω→α转变,为次生α相提供了均匀的形核点,Ti-10V-2Fe-3Al合金在低温-高温双重时效工艺中获得了更加均匀、细小的α+β显微组织,使得拉伸强度获得比较大的提高.     

时效工艺对Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响

研究单重时效、低温-高温双重时效、时效加热速度等工艺对Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:经过高温变形后的合金,在双重时效处理过程中,先析出的ω相为α相的沉淀析出提供均匀的形核点,使合金获得比单重时效处理更加均匀细小的α+β显微组织,获得更好的强韧化匹配;合金在以较低的升温速度(0.1℃/s)加热过程中,细小弥散分布的等温ω相有充足的时间析出,从而为后续α相的析出提供有利的形核位置,产生细小盘状α相,获得与双重时效相同的强韧化匹配效果.     

双重时效对Ti1023合金低周疲劳行为的影响

研究了双重时效对Ti-10V-2Fe-3Al合金低周疲劳行为的影响。结果显示,高应变幅(△εt/2=1.5%,1.2%,1.0%)下,合金表现为循环软化;低应变幅(△εt/2=0.8%,0.6%)下,则表现为循环应力饱和。疲劳寿命测试结果表明,双重时效疲劳寿命和直接时效疲劳寿命相当,疲劳总应变幅和疲劳寿命满足Coffin-Manson方程。SEM断口形貌显示,双重时效后疲劳裂纹稳定扩展区有明显的疲劳条纹,疲劳裂纹以穿晶方式扩展,并伴随着撕裂棱和二次裂纹,但二次裂纹较直接时效大量减少。TEM形貌显示,不论是双重时效还是直接时效,疲劳后变形组织都很均匀。虽然双重时效和直接时效具有相当的疲劳寿命,但是这种工艺缩短了时效时间,节约了能源,能更好地满足实际工业生产需求。     

喷丸对Ti-10V-2Fe-3Al钛合金拉-拉疲劳性能的影响

研究了高强度钛合金Ti-10V-2Fe-3Al表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对其拉-拉疲劳性能的影响.结果表明:喷丸强化可使Ti-10V-2Fe-3A钛合金的表面粗糙度减小和表面层产生一定深度的残余压应力场,喷丸强化引起的表面完整性的改善显著提高了疲劳性能.疲劳试验结果证实了喷丸强化不仅可以显著延长高强度钛合金Ti-10V-2Fe-3Al的拉-拉高周疲劳寿命,而且可使1×107周次下的疲劳极限提高约30%,且表面喷丸强化后疲劳裂纹源由多个变为一个.     

真空自耗电弧熔炼电流对Ti-10V-2Fe-3Al铸锭凝固组织的影响

研究真宅自耗电弧熔炼(VAR)条件下熔炼电流对Ti-10V-2Fe-3Al合金凝固组织的影响,分析VAR熔炼中熔池内部的对流类型,基于安培定理,建立VAR熔炼条件下熔池中的洛仑兹力与电流、磁场及铸锭半径的关系.结果表明:熔炼电流较低时,浮力的影响占据主要地位,加速热量的散失,铸锭中组织细小;随着熔炼电流变大,熔池中电磁力(洛伦兹力)的影响逐渐占据主要地位,将表面的热量带入熔池内部,增大了温度梯度,使铸锭组织变得粗大.     

温度和应变速率对Ti－1023合金等温压缩行为的影响

在(α+β)两相区对Ti-1023合金进行等温压缩试验,实测高温流动应力曲线,讨论流动应力及显微组织随温度及应变速率的变化规律,实验结果表明,Ti-1023合金的流动应力对应变速率非常敏感;变形温度对流动应力的影响程度与应变速率大小有关,在ε=1.0s-1的较快速变形时,当温度由760℃提高到800℃时,流动应力值下降约40MPa,而在ε=1.6×10-4s-1的慢速变形时,流动应力值仅下降10MPa;显微组织观察结果表明,在相同温度下较快速变形时(ε=1.0s-1),所得显微组织比较细小、均匀,而慢速变形时(ε=1.6×10-4s-1),初生α相及组织比较粗大,亚β晶界也比较明显。因此,在保证锻件良好成形的前提下,Ti-1023合金在等温锻造时可采用适当大的应变速率。     

Ti－6Al－4V及Ti－10V－2Fe－3Al合金超塑性变形中各向异性研究

对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ挤压管材和厚板以及Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金板材进行了拉伸和压缩实验，以考察其超塑性变形中的各向异性。这些钛合金超塑变形中的各向异性主要体现在以下几个方面：（１）超塑拉伸或压缩中圆试样横截面变为椭圆形状；（２）由材料不同方向截取的试样在超塑拉伸或压缩中应力一应变速率关系不同；（３）横向试样超塑拉伸中试样表面凹凸不平并逐渐发展为多颈缩。这些各向异性表现，主要与材料原始显微组织及其在变形中的演变相关。本文并对已有的描述各向异性超塑变形的本构方程进行了修正。     

Ti－6Al－4V及Ti－10V－2Fe－3Al合金超塑性变形中各向异性研究

对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ挤压管材和厚板以及Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金板材进行了拉伸和压缩实验，以考察其超塑性变形中的各向异性。这些钛合金超塑变形中的各向异性主要体现在以下几个方面：（１）超塑拉伸或压缩中圆试样横截面变为椭圆形状；（２）由材料不同方向截取的试样在超塑拉伸或压缩中应力一应变速率关系不同；（３）横向试样超塑拉伸中试样表面凹凸不平并逐渐发展为多颈缩。这些各向异性表现，主要与材料原始显微组织及其在变形中的演变相关。本文并对已有的描述各向异性超塑变形的本构方程进行了修正。     

Ti-10V-2Fe-3Al合金低温时效的相变行为及其对力学性能的影响研究

本文研究了低温时效对Ti-10V-2Fe-3Al合金相变行为和力学性能的影响。时效形貌观察显示,随时效时间的增加,在β基体中持续析出等温ω相粒子及发生等温马氏体相变;当时效时间超过4h后,ω粒子逐渐消失,但等温马氏体相变继续进行。拉伸测试结果显示,经0.5h时效后,样品的塑性最好,屈服强度较低;延长时效时间,塑性急剧下降,强度持续增加。超过4h后,塑性开始缓慢回升,强度仍然增加。分析表明,0.5h时效样品良好的塑性源于拉伸时的相变诱发塑性效应;ω相的脆化作用和等温马氏体相变对β基体的消耗使得样品的塑性降低,强度增加;当时效时间大于4h后,ω相的消失以及大量等温马氏体的形成有利于塑性回升及强度增加。     

应用人工神经网络模型预测Ti＋10V-2Fe-3A合金的力学性能

采用人工神经网络方法建立了Ti-10V-2Fe-3Al合金机械性能预测的神经网络模型。模型的输入参数包括变形温度、变形程度、固溶温度、时效温度等热加工工艺参数和热处理制度。模型的输出为钛合金最重要的5个机械性能指标，即抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和断裂韧性。与传统回归拟合公式相比，该模型具有容错性好、通用性强等优点。该模型可以预测Ti-10V-2Fe-3Al合金在不同热加工工艺参数和热处理制度下的机械性能，也可以用于优化热加工参数和热处理制度。