Ti811合金棒材的热稳定性能和蠕变性能

系统地研究了合金成分Ａｌ含量、拉应力和温度对Ｔｉ８１１合金棒材热稳定性能的影响，对合金的蠕变性能也进行了定性研究。结果表明：Ａｌ含量降低、应力和温度升高，则残余变形量增大；４２５℃／１００ｈ／４１０ＭＰａ热暴露，Ａｌ含量大于８（ｗｔ％）时，合金的热稳定性塑性急剧降低；不高于４７５℃暴露（０～４７５℃／１００ｈ／４１０ＭＰａ）以及４２５℃不同应力热暴露（０～４９０ＭＰａ／１００ｈ／４２５℃），合金具有较好的热稳定性。采用ＳＥＭ和ＴＥＭ技术分析了性能改变的原因。     

GH132合金的循环蠕变

研究了ＧＨ１３２（Ｆｅ－２５Ｎｉ－１５Ｃｒ基）合金在７７３Ｋ，应力幅８６２ＭＰａ和９２３Ｋ，应力幅５１０ＭＰａ实验条件下循环蠕变行为，实验结果表明，在两种实验条件下随着循环周期的缩短，断裂寿命延长而包迹稳态蠕变速率减小，断裂指数和归一化处理后近似地满足线性损伤规律，根据扫描电镜和透射电镜观察，对该合金的循环蠕变行为进行了分析。     

钒合金的氢释放和室温蠕变

研究所用钒合金试样为V-6W-2．5Ti及V-4Cr-4Ti合金,并且通过气相渗氢,改变合金的氢含量。测试了合金在不同拉伸应变速率下的强度和恒载荷作用下合金的变形及试验前后合金含氢量的变化。研究结果表明,合金的氢致硬化效果明显,强度随拉伸应变速率的升高而增加。发现合金在拉应力和室温条件下,就存在氢释放行为及在高应力作用下的蠕变行为,并因此影响合金的力学性能和变形特征。     

GH907合金疲劳蠕变和氢脆的显微分析

运用透射电子显微术分析研究了低膨胀高温合金ＧＨ９０７合金疲劳蠕变断裂试样和充氢试样的显微组织疲劳蠕变后合金显微组织发生了很大的变化，主要强人相γ变得没有规则，且片状ε相发生断裂；充氧后合我显微组织变化不大，使合金具有良好有抗氢脆的能力，但由于氢在晶界析出，晶界相与基体的结合力下降，合金的塑性，持久性能略有下降。     

疲劳-蠕变交互作用的寿命预测探讨

从反映物系运动过程的能量守恒定律和动量守恒定律出发,对材料疲劳-蠕变交互作用下的破坏过程进行了分析,推导出一个新的疲劳-蠕变交互作用的寿命预测模型.与已有的疲劳-蠕变交互作用寿命预测模型相比,本文提出的模型具有适用性强(对于应力控制模式和应变控制模式均适用)、形式简单、所需参数少和应用方便等优点.为检验本文提出模型的准确性,进行了1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃和520℃环境下应力控制的梯形波加载试验,用本文提出的模型进行了上述两种温度环境下的疲劳-蠕变交互作用的寿命预测,预测结果与实际测量结果符合较好.     

Ti600高温钛合金蠕变前后的组织变化

通过OM,TEM等对航空用近α高温钛合金Ti600试样蠕变前后的显微组织进行了观察研究,结果发现：随着蠕变条件的不同,硅化物粒子（Ti5Si3)和α2（Ti3Al)粒子有着不同程度的析出,而且合金的残留β相及次生α相也有相应的变化。在蠕变过程中,α3粒子的析出阻碍位错移动,强化了合金基体。稀土氧化物粒子（Y2O3）在蠕变前后比较稳定,其形貌和大小没有多大变化,粒子平均直径为0．6μm。还研究了600～650℃之间的蠕变试样,通过TEM观察得知,在650℃／150MTa/100h试验条件下,Ti600合金的组织形貌仍然没有大的改变。     

热处理对Ti65钛合金板材的显微组织、织构及拉伸性能的影响

研究了不同热处理条件下Ti65钛合金板材的显微组织和织构的变化规律,分析了板材织构的类型和热处理影响拉伸强度的机制。结果表明,热处理对板材的显微组织和织构类型具有显著的影响。通过热处理可分别得到具有等轴组织、双态组织或片层组织的板材。等轴组织板材的织构为晶体c轴与板材RD方向呈现70°~90°夹角的B/T型织构,双态组织和片层组织板材的主要织构类型与等轴组织类似,且出现晶体学c轴与RD方向平行的织构。双态组织板材内的位错和亚结构使板材的室温拉伸强度提高,但是对高温拉伸变形的阻碍能力有限。板材中的织构是影响合金力学性能各向异性的主要因素。经980℃/1 h/AC+700℃/4 h/AC热处理后的板材横、纵向拉伸强度的差异最小,且都具有较高的室温拉伸性能和最佳的650℃拉伸性能。     

Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Sn-Si系铸造钛合金高温蠕变性能及显微组织研究

针对Ti-Al-Zr-Mo-Nb-Sn-Si铸造高温钛合金,研究了其在600℃、750℃下的蠕变性能与组织变化。结果显示,该铸造钛合金在750℃/180 MPa/0.5 h和600℃/400 MPa/0.5 h条件下的蠕变残余伸长率分别<3%和<0.4%,持久断裂时间分别为>2 h和14 h,具有良好的蠕变性能;高温蠕变断口存在细小颗粒;高温蠕变后塑性变形区的组织变化较小,呈魏氏组织,而集中变形区存在部分晶界消失、α片层宽化现象;高温蠕变后位错明显增多,与析出相相互纠缠。     

Nb47Ti合金热变形行为及微观组织

目的 研究Nb47Ti合金在变形温度为600～750℃、应变速率为0.001～1s?1条件下的热变形行为和微观组织。方法 采用Gleeble-3500型热/力模拟试验机进行等温恒应变速率压缩实验,获得Nb47Ti合金热变形的真应力应变曲线,并利用EBSD技术手段分析热变形后的微观组织。结果 Nb47Ti合金在变形温度小于650℃、应变速率小于0.1s?1下热变形的真应力-应变曲线为动态再结晶型曲线,变形温度大于等于700℃时呈现为动态回复型曲线;峰值应力随变形温度的升高和应变速率的减小而减小;在变形温度为650℃、应变速率为0.001 s?1下热变形组织以再结晶晶粒和亚晶粒为主,随着应变速率的增大,动态再结晶晶粒不断减少,而亚晶粒和变形晶粒增多,晶粒得到显著细化。当应变速率为0.1 s?1时,随着变形温度的增加,晶粒尺寸增大,变形温度升高至750℃,热变形组织中亚晶粒所占比例高达50.5%。结论 Nb47Ti合金是温度和正应变速率敏感材料,随变形温度的升高和应变速率的增大,变形过程中动态回复软化机制更为显著,低温、高应变速率下变形获得的再结晶晶粒尺寸小。     

3003铝合金蠕变行为与本构方程

研究了3003铝合金冷轧变形后再结晶组织控制和175~250℃、外加应力25~50 MPa条件下3003铝合金的蠕变行为。采用弹性模量归一化应力幂律蠕变本构方程,对实验数据进行线性拟合,建立了能够较好描述稳态蠕变速率与应力、温度三者之间关系的本构方程。结果表明:采用350℃和600℃的两步再结晶退火,可获得有利于提高合金蠕变性能的长条状再结晶组织;温度越高,应力增加对稳态蠕变速率增加的贡献越大;不同温度下3003铝合金的蠕变机制不同,175℃时,应力指数n=3.5,蠕变主要由位错滑移控制;在200~250℃范围内,n处于5.1~8.6之间,蠕变主要由位错攀移控制。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头的蠕变时效行为研究

目的 研究2219铝合金搅拌摩擦焊接头的蠕变变形行为、力学性能及其微观组织演变规律,探明焊接态铝合金材料的蠕变变形与强化机制,为超大型高筋薄壁构件板坯搅拌摩擦拼焊+蠕变时效形性一体化制造提供理论与技术支撑。方法 通过蠕变时效实验和室温性能测试,研究了有焊缝和无焊缝材料的蠕变时效行为与力学性能演变,结合应力指数、激活能计算和透射电镜表征,分析了焊缝对2219铝合金蠕变时效特性的影响。结果 与母材相比,有焊缝铝合金整体蠕变量更低,但前期短时蠕变速率高而后期长时变形速率低,变形机制由母材的扩散蠕变转为位错攀移;有焊缝材料蠕变时效后抗拉强度增加量相对更少,屈服强度增加量基本相同,表现为加工硬化能力降低。同时,焊核区晶粒细小、晶内析出大量弥散的GPⅡ区、θʹʹ和θʹ相,且晶界附近出现无沉淀析出带,热影响区和热机影响区析出相长大,但热机影响区析出相开始出现粗化。结论 在蠕变时效过程中,搅拌摩擦焊后的2219铝合金复杂的微观组织演变会提高材料的蠕变变形和强度提升敏感性,上述发现为优化搅拌摩擦焊与蠕变时效成形工艺参数匹配提供了基础。     

微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织与力学性能的影响

目的 研究微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织和力学性能的影响,优选出适合铸造工艺的Ti2AlNb合金成分,为推进铸造Ti2AlNb合金的应用提供理论和数据支撑。方法 以Ti–22Al–25Nb(原子数分数,下同)、Ti–22Al–24Nb–0.1B、Ti–22Al–24Nb–0.2B合金为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜研究不同B含量合金铸态、热等静压态的宏、微观组织及析出相形态。采用XRD分析合金的物相组成,室温拉伸性能测试评价力学性能,通过扫描电镜观察拉伸断口,分析微量B元素对力学性能产生影响的原因。结果 添加微量B元素可以明显细化Ti–22Al–25Nb合金的晶粒尺寸,随着B元素原子数分数增加至0.2%,晶粒尺寸由958 μm减小至548 μm。B元素在合金中主要以固溶态、TiB和TiB2针片状析出相形式存在,随着B含量的增加,硼化物长度和厚度尺寸略微增加、体积分数由0.3%增加至0.8%。0.1B合金的室温屈服强度、抗拉强度和伸长率与原合金水平相当,0.2B合金的屈服强度提升,但其抗拉强度和伸长率均降低。断口分析显示,0.2B合金塑性降低是硼化物增多、集中分布引起脆性断裂所致。结论 综合B元素对流动性的改善效果,优选出适合铸造工艺的合金成分为Ti–22Al–24Nb–0.1B。     

船用钛合金及钛合金粉末冶金技术

本文介绍了钛合金在舰船行业的应用现状和钛合金的几种制备方法,并重点介绍了钛合金粉末冶金技术及钛合金粉末冶金工艺现阶段面临的主要困难。     

Ti60合金近β锻造后微观断口形貌研究

采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了Ti60合金近β锻造后的显微组织和室温拉伸试样、热稳定试样的断口形貌并确定断裂方式。结果表明:Ti60合金采用近β锻造,获得三态组织;室温拉伸试样断口裂纹源起源于试样中心,断面凹凸不平,既有韧窝形貌又有解理断裂特征,为混合型断口;热稳定试样断口裂纹源位于试样边缘,断口表面平整,为典型的解理断裂特征;试样经热暴露后,强度变化不大,塑性明显降低。     

V-4Cr-4Ti合金的时效与冷加工强化

利用力学性能测试和微观结构观察,研究了V-4Cr-4Ti合金的时效与冷加工强化,以及冷加工与氧含量对时效进程的影响.结果表明:钒合金在时效处理过程中产生了Ti-(C,O,N)沉淀相,其中650℃×3 h时效处理的V-4Cr-4Ti合金可以取得比较好的综合力学性能;时效与冷加工能对该合金起到综合的强化效果,但冷加工对时效进程有抑制作用.另外,氧含量增加对该合金的时效强化进程有促进作用.