热处理工艺对TC4钛合金组织及硬度的影响

研究了TC4钛合金在不同保温温度和冷却速度下热处理后的显微组织及硬度。结果表明,在970 ℃保温冷却后,由于温度稍低于相转变温度,α相并没有完全转变为β相,冷却后的组织仍有初生α相。在1020 ℃以上加热保温后,炉冷和空冷时由于冷却速度较慢,转变生成的α相比较粗短且排列紧密,冷却速度越慢α相越粗大;油冷和水冷下主要获得片状和针状马氏体组织。TC4钛合金的硬度随着冷速的增加而增加,但增加幅度不大。在1020 ℃以上保温时,温度对硬度没有明显的影响。     

热处理对TC6钛合金内表层组织及硬度的影响

对TC6钛合金进行990℃保温热处理,研究保温过程中氧原子、合金元素分布变化对内表层组织及硬度的影响。结果表明,在990℃热处理后试样内表层富氧α层从边部到基体内部显微硬度呈现低-高-低的变化规律,在距边部约55μm处达到最大值449 HV1。内表层显微硬度的变化是由于氧化作用而导致内表层合金元素分布变化和氧原子的富集引起的。     

CT20低温钛合金氩弧焊接接头显微组织及性能

本文针对新型近a型钛合金CT20展开CT20管材手工氩弧焊接接头的外观形貌、接头各区域金相微观组织及微观硬度、接头断裂强度和断口形貌研究。研究结果表明：在本文选定的焊接工艺参数下焊接的CT20焊缝区域存在比较明显的粗大魏氏组织,且硬度较基体硬度略高,换算强度约670MPa,断裂为韧性断裂模式。     

异质钛合金线性摩擦焊接头微观组织与显微硬度分析

选用优化的工艺参数对TC4/TC17异质钛合金进行线性摩擦焊及测温试验.焊后利用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪等对接头微观组织及显微硬度进行分析.结果表明,线性摩擦焊接过程中界面温度超过1 200℃、超过β相变温度,在焊后冷却过程中发生再结晶,产生细小针状组织.界面混合区再结晶组织有等轴化甚至球化现象.TC4侧热力影响区由被拉长的α相及破碎的β相组成,TC17侧热力影响区的α相和β相被拉长细化.TC4侧热力影响区组织发生应变强化,TC17侧热力影响区靠近焊缝侧发生一定的软化现象,靠近母材侧强化现象明显.     

厚壁TC4-DT钛合金电子束焊接接头的微观组织特征

对50mm厚壁TC4-DT钛合金进行焊接试验,通过对接头横截面进行光学显微组织分析和显微硬度测试,研究电子束焊接对该合金微观组织特征的影响。结果表明:TC4-DT钛合金母材显微组织为等轴状初生α相和层片状(α+β)所构成的典型双态组织。焊缝区的显微组织为网篮状马氏体组织α,,焊缝上部粗大的原始β柱状晶界明显,下部原始β晶粒尺寸较小且晶界不明显。热影响区显微组织可分为2个区域,近焊缝热影响区显微组织为少量等轴初生α+针状马氏体α,,近母材热影响区显微组织为等轴初生α+含针状α的转变β组织。2个区域的分界取决于焊接冷却过程的β转变温度。接头焊缝区和热影响区显微硬度偏高,近焊缝热影响区显微硬度达到峰值。另外,不同焊缝深度处显微硬度有差别:随着熔深位置增加,焊缝区的显微硬度呈递增趋势。     

连续变断面循环挤压工艺参数对TC4钛合金显微组织及硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC4钛合金进行变形,研究变形工艺参数对TC4合金沿径向显微组织及显微硬度的影响。结果表明,随着变形温度升高,α相尺寸虽然变化较小但还是有一定程度的长大;变形速度对显微组织中初生α相的含量影响较小,但对其形态和晶粒尺寸的影响相对较大:低速变形时,初生α相呈长条状,而以较高速度变形时,初生α相晶粒呈等轴状,且晶粒有一定程度细化,这是由于在该变形条件下发生了完全动态再结晶;随着变形道次的增加,晶粒细化程度增加,当试样经6道次循环挤压后组织细化效果显著,由原始尺寸的10μm细化至4μm。变形温度及变形速度对试样沿径向的显微硬度分布影响较小,但循环道次却对其影响较显著,随着循环道次的增加,试样沿径向显微硬度值较高且同一试样上的差异较小、分布较均匀,这与组织得到显著细化及均匀化有关。     

热压烧结温度对固相再生TC4钛合金微观组织及硬度影响

通过热压烧结法对TC4钛合金废屑进行固相再生,并对固相再生TC4钛合金的微观组织和硬度进行了分析测试,研究了热压烧结温度对固相再生TC4钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,在给定的热压烧结工艺条件下,TC4废屑结合良好,且没有产生新的亚稳相,再生坯料的相组成与母材一致,仍为典型的α+β组织。烧结温度升高,会使再生合金微观组织中的β-Ti晶粒长大,晶界模糊并导致部分针状的α-Ti以团束的形式析出,显微组织中的β-Ti相含量提高,针状的α-Ti组织则明显减少,烧结温度为1 200℃时,合金组织由网篮组织转变为魏氏组织。再生合金的显微硬度值也随着烧结温度的升高而提高。     

固溶时效处理对BT25y钛合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理和固溶时效处理对BT25y钛合金组织形态、物相组成和显微硬度的影响。结果表明,锻态组织呈现典型的双态组织特征。试样在相变点T_β之下固溶处理,随着固溶温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变组织逐渐增多,β转变组织中片层状次生α相的厚度逐渐增大,β相含量逐渐增大。试样在相变点之上固溶处理,初生α相完全消失,显微组织转变为全片层组织。对固溶试样时效处理后,初生α相形态和尺寸变化不明显,β转变组织发生了明显分解。相变点之下固溶试样时效处理后β相含量有所减少,而在相变点之上固溶试样时效处理后β相含量有所增加。试样中片层状β转变组织含量增加与组织细化效应会有效强化两相钛合金,而β相含量提高会软化两相钛合金,与固溶处理试样相比,相变点之下固溶处理的试样时效后的硬度由于β相含量减少和组织细化综合作用而增幅显著,而相变点之上固溶处理的试样时效后硬度由于β相含量增加和组织细化的综合作用呈现少量增加。     

高频感应加热对TC4钛合金组织和硬度的影响

TC4钛合金经高频感应加热1.4、1.5、1.6 s后水冷,然后分别在350、400、450℃时效处理6 h。采用光学显微镜、显微硬度计研究感应加热淬火及时效处理对显微组织和硬度的影响。结果表明,TC4钛合金经感应加热淬火处理后可获得呈梯度分布的显微组织,表层组织以马氏体α′相为主,心部组织为原始双态组织。时效处理后TC4钛合金显微硬度从表层到心部递减,呈梯度分布。随着时效温度降低,显微硬度增加,强化效果提升。此外,随着感应加热时间的增加,TC4钛合金时效处理后的显微硬度也有所增加。     

置氢量对TC4钛合金激光焊接头组织相变及硬度的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等研究了置氢量分别在0%、0.05%、0.16%和0.37%时的TC4钛合金激光焊接头的显微组织及相变,并用数字显微硬度计分析置氢后接头硬度的变化规律,阐述其影响机制。结果表明:随着置氢量的增加,母材中的α相减少,β相增加;焊缝组织由针状马氏体α′相转变为片层状组织,且母材和焊缝组织向同一方向转变。接头显微硬度随置氢量的增加逐渐降低,且母材和焊缝的硬度差值逐步缩小,当置氢量为0.37%时,焊缝和母材的硬度差最小,为13 HV。置氢量影响TC4钛合金接头硬度的原因是接头中软化相β、氢化物δ和氢的固溶强化等引起的多种相变的作用。     

Ti-1023钛合金连接件锻件折叠缺陷分析

对比分析了Ti-1023钛合金锻件折叠缺陷和铸锭内部缩孔经改锻后的缺陷差异.研究发现:Ti-1023钛合金折叠线性缺陷无明显宽窄变化、两端较圆钝,与表面呈一定角度嵌入基体,缺陷表面的氧元素含量较高,形成大量的氧化物颗粒;Ti-1023钛合金铸锭内部缩孔经改锻后的线状缺陷有明显的二次裂纹,且两端为明显的尖端,缺陷表面为自由表面特征,不含氧元素.     

TA15钛合金环形锻件组织与性能的研究

本文对+β两相区成形的TA15钛合金环形锻件组织、性能进行了分析,结果表明TA15钛合金在两相区成形可得到均匀的等轴α+β转变组织并具有良好的综合力学性能,因此β相变点以下20℃～40℃是TA15钛合金较理想的锻造温度.     

异质钛合金线性摩擦焊接头形成过程及组织特征

对TC4和TC17异质钛合金线性摩擦焊接头形成及接头组织特征进行分析,并测量了动态平衡阶段的界面温度.结果表明,在摩擦初期界面容易产生大的磨损颗粒,摩擦过渡阶段两侧基体材料产生大的塑性变形,大的磨损颗粒被细化,摩擦界面开始产生高温粘塑性金属;动态平衡摩擦阶段高温粘塑性金属被均匀的挤出界面形成飞边,焊后界面两侧组织被细化.测温结果显示,摩擦过程中界面温度超过1 200℃,高于两基体材料的相变温度,TC17侧焊缝中形成再结晶β晶粒,TC4侧形成典型的魏氏组织,焊缝两侧的热力影响区产生明显的变形,组织均被拉长.     

高钛6061铝合金轮毂精锻成形的微观组织模拟

为了研究铝合金轮毂在锻造过程中的组织变化,利用Gleeble-3500热模拟试验机对高钛6061铝合金在变形温度350~510℃,应变速率0.001~10 s~(-1)的条件下进行了热压缩模拟实验。通过对实验数据的回归分析,建立了高钛6061铝合金微观组织演变模型,结合热模拟试样金相数据对该模型进行了验证。利用二次开发的DEFORM有限元软件对某型号的锻铝轮毂成形过程的组织演变进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比研究。研究结果表明:利用所建立的高钛6061铝合金微观组织演变模型的模拟结果与实验结果吻合较好,微观组织演变模型正确可靠。锻铝轮毂成形后轮辐侧表面的晶粒尺寸最小,心部次之,上表面晶粒最大,轮毂热锻时适当提高变形温度或降低变形速率都有利于提高轮毂轮辐各部位的再结晶体积百分数,同时,晶粒也能得到不同程度的细化。     

锻造温度对TC4-DT钛合金棒材力学性能及显微组织的影响

研究不同的锻造温度对TC4-DT棒材力学性能及显微组织的影响。结果表明:随着锻造温度的升高,试样的室温强度和塑性明显提高,但当温度升高到相变点以上时,强度开始降低。从显微组织来看,在相变点以下时,温度的升高导致初生α相含量明显降低,条状次生α相明显增多;当温度升高到相变点以上时,得到片状组织,温度越高,片状组织越粗大。因此,细小的次生α相对于强度的贡献要大于初生α相,原因是采用了同样的热处理制度,固溶强化的效果基本相同,强化作用主要由界面产生。     

TA15钛合金A-TIG焊接头组织和性能分析

以CaR与MgF2的混合物为活性荆，对TA15钛合金A-TIG焊接头组织和性能进行了分析，并和常规TIG焊进行了比较。结果表明：A-TIG焊能够有效减少气孔数量，提高接头的抗拉和抗弯性能；与常规TIG焊相比，A-TIG焊HAZ较窄且组织较细，而二者的焊缝区组织基本相同；活性荆的加入并没有降低A—TIG焊接头的耐腐蚀性能。     

TC18钛合金模锻件锻造成形工艺仿真

采用Deform-3D有限元软件对TC18钛合金模锻件锻造成形过程进行了数值模拟仿真,研究比较了锤锻和液压机模锻两种成形方式的不同.研究结果表明:TC18钛合金模锻件锤锻变形时过热倾向更加明显,锤锻锻件的最高温度比液压机模锻高70℃左右,必须严格控制锻造过程中的温升;锤锻的有效应力分布很不均匀,锤锻锻件的平均有效应力比液压机模锻大30MPa左右,并且存在严重的应力集中区域,而液压机模锻的有效应力变化较为平缓;相比液压机模锻,锤锻锻件的最大和最小有效应变的差值减小了26％,锤锻锻件的变形均匀性得到了改善.