β型γ-TiAl合金的组织特征及其超塑性变形行为

研究了热变形作用下β型γ-Ti Al合金Ti-43Al-4Nb-2Mo-0.5B(at%)的组织演变过程,以及锻态组织的高温超塑性变形行为。结果表明:包套锻造过程中,层片晶结构发生快速分解L(α/γ)→γ+β,γ和β晶粒发生显著的动态再结晶,锻态组织主要由大角度晶界的γ和B2细晶组成;该合金大角度晶界为主的γ+B2/β细晶变形组织在900~950℃之间表现出典型的低温超塑性变形行为,950℃/1.0×10-4 s-1时延伸率可达405%;超塑性变形过程中残余层片晶结构完全分解,γ和B2/β晶粒进一步动态再结晶细化;γ和B2/β晶粒的晶界滑移是该合金超塑性变形的主要变形机制。     

Ti—679合金热稳定性的研究

本文从试样形状、锻造变形量、氧的表面污染、原材料化学成分和组织结构诸因素的影响出发,对Ti-679合金蠕变暴露后脆化的原因进行了对比性的试验研究.实验工作表明,近α型的Ti-679合金的热稳定性不仅与合金的成分有关,还与加工变形过程中形成的组织有关,而原材料的β轧制组织是合金丧失热稳定性的主要原因.     

Ti-1300合金锻造加工的热压缩模拟

采用Gleeble-1500热模拟机对Ti-1300近β钛合金进行热压缩变形,研究其在温度为800～1010℃、应变速率为0.01～10 s-1、最大变形量为60%条件下的热变形行为.对热变形后的组织进行分析可知,在低应变速率下,主要发生动态再结晶;在高应变速率下,主要发生动态回复.根据试验数据得出了该合金的加工图,结果表明,Ti-1300合金在高应变速率下变形容易发生流变失稳现象,因此其锻造工艺应宜在较低的变形速率下进行,可得较细小的等轴动态再结晶组织.     

两种Ti－V－Cr阻燃钛合金的热稳定性能

研究了Ti-35V-15Cr(A)和Ti-25V-15Cr(B)两合金在不同温度、时间和拉应力条件下热暴露后的热稳定性能。结果表明，随着热暴露温度升高，合金性能恶化。600℃热暴露，B合金性能恶化的根本原因是表面氧化，A合金则是由于表面氧化与组织变化的共同作用。热暴露时间延长，合金塑性下降；热暴露拉应力增大，合金塑性有所提高；A合金540℃热稳定性较B合金差，两合金540℃热暴露塑性下降的主要原因来自于热暴露过程中微观组织的变化，其次为表面氧化。高钒含量A合金中的α相比低钒含量B合金中的α相更易聚集于晶界。晶界α相的析出和长大，是合金性能恶化并发生沿晶断裂的主要原因。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

氢对Ti-6Al-4V合金微观组织的影响

采用累计流量法对供应态Ti-6Al-4V合金进行了固态置氢,运用OM、XRD、TEM分析等方法研究了Ti-6Al-4V合金固态置氢后的微观组织状态及演变过程。结果表明:供应态Ti-6Al-4V合金的置氢量低于0.30%(质量分数,下同)时,置氢使得Ti-6Al-4V合金中的α相减少、β相增加;置氢量达到0.30%时,置氢Ti-6Al-4V合金中有δ氢化物(TiH2相)形成;β-Ti(H)共析转变生成α-Ti和δ氢化物时主要以切变方式进行;置氢Ti-6Al-4V合金的相变温度最多下降了180°C,与Ti-6Al-4V合金在置氢过程中的相体积比变化和共析转变有密切关系。     

焊前热处理对Ti-22Al-25Nb/TC11异种合金焊接接头组织与性能的影响

采用不同初始组织的Ti-22Al-25Nb合金与TC11合金进行焊接,然后再用同样规范对焊件进行近等温锻造和热处理。利用OM对焊件接头的显微组织进行了观察,并拉伸测试了Ti-22Al-25Nb/TC11异种合金接头的强度。结果表明:焊前经固溶处理过的Ti-22Al-25Nb合金B2晶粗大,焊后经等温锻造和热处理之后析出的O相较多,使得焊接接头强度和塑性均有降低;Ti-22Al-25Nb/TC11异种合金接头的显微组织内含有O相、α相、β相及少量α2相。     

Cu-Ti-Ni-Mg合金的热变形行为及热加工图

通过真空熔炼制备了Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金，采用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机，在0.001～10 s^-1应变速率和550～950℃变形温度下，对Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金进行了热变形试验。在流变应力的基础上得到了合金的本构方程，绘制了其热加工图，分析了合金的微观组织演变和析出相类型。结果表明：Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金的峰值应力随着变形温度的降低和应变速率的增加而增大。变形温度的升高对动态再结晶有促进作用，合金的主要析出相为CuNi₂Ti。Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金的最佳热加工区域为应变速率0.001～0.15 s^-1,变形温度850～950℃。     

β-CEZ合金和Ti-6Al-4V合金疲劳性能和断裂性能的比较

近来由于飞机高强框架和喷气发动机元件用β-Ti合金取代α β钛合金。因此，德国的J.D.PETERS和他的老师G.LUTJERING教授比较了高强β-CEZ钛合金和α β的Ti-6Al-4V合金的疲劳和断裂特性，β-Ti合金如Ti-17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)和Ti-10V-2Fe-3Al已分别被用作喷气发动机压缩机和起落架材料，主要是因为它们的强度高于Ti-6Al-4V合金。他们首先比较了喷气发动机常用的Ti-6Al-4V合金和新近研制的β-CEZ(Ti-5Al-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Fe)合金的疲劳和断裂特性，以及屈服强度等性能，由于断裂韧性是压缩机和起落架构件设计…     

等温锻造过程中Ti-1023合金的本构关系

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟实验机对Ti-1023合金进行了等温恒应变速率压缩试验，变形温度范围为：740-820℃；变形速率为：0．001～1s^-1。在对试验数据进行系统分析的基础上，全面揭示了Ti-1023合金在等温锻造条件下的热态变形行为。分析了锻造热力参数对流动应力的影响，提出了以Zener-Hollomn参数表征的Ti-1023合金本构方程。并初步分析了Ti-1023合金等温锻造过程中显微组织演化规律。根据分析结果，Ti-1023合金等温锻造宜在略低于相变点温度下以相对高的变形速率进行。     

ECAP加工中Ti-6Al—7Nb合金晶界取向对其力学性能的影响

Ti-6Al-7Nb合金与Ti-15Al-4V合金相似，但是具有更强的惰性，是专为医疗应用而设计的。然而，与Ti-15Al-4V合金不同的是，该合金为近α型合金，β相含量小于5％。     

新型高强度钛合金47Ti-45Zr-5Al-3V退火后的微观组织与力学性能

通过对47Ti-45Zr-5Al-3V合金进行不同温度退火处理,对其微观组织与性能的演变规律进行研究。结果表明,经过高温锻造后的47Ti-45Zr-5Al-3V合金由α+β相组成,在550℃以上温度热处理时合金中α相向β相转变。随温度升高合金中β相含量增加,当温度为800℃时α相全部转变为β相。热处理对47Ti-45Zr-5Al-3V合金的力学性能的影响取决于α相和β相含量。合金抗拉强度随β相含量增加降低,而伸长率增加。     

Ti-1300合金的热变形行为研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Ti-1300近β钛合金进行了等温恒应变速率压缩试验.变形温度范围为:920～1010℃,应变速率范围为:0.01～10 s-1,最大变形量为80%.根据试验数据建立了Ti-1300合金高温热变形行为的流变应力模型,得出该合金的变形激活能为177.59 kJ/mol.结合样品的显微组织分析可知,该合金在低应变速率下发生了动态再结晶,且随着温度的升高,再结晶晶粒呈现长大的趋势:在高应变速率下以动态回复为主.结果表明,为获得细小的再结晶组织,Ti-1300钛合金宜在相变点以上50～150℃的温度范围内采用较低的变形速率进行锻造.     

Ti—15—3合金热变开过程晶粒轴比的预测

研究了变形参数对Ti-15-3合金热变形后晶粒轴比的影响，并采用人工神经网络方法建立了其晶粒轴比与变形程度、变形速率和变形温度之间的数学模型。将此模型与热力耦合刚粘塑性有限元方法相结合，对Ti-15-3合金热反挤成型过程的晶粒轴比场进行数值模拟和相应实验研究。结果表明，预测值与实测值吻合较好。     

基于数值仿真的Ti-47at.%Al合金等温锻造工艺分析

根据Ti-47.at%Al合金的高温流变曲线确定了其本构模型,并利用Deform2D仿真软件对Ti-47at.%Al合金V型件的等温锻造过程进行了模拟,研究了工艺参数对成形过程的影响。结果表明:Ti-47at.%Al合金等温锻造成型工艺需在一定范围内降低锻造速度、摩擦系数,提高变形温度,以有效提高成形质量,减少裂纹。     

热变形参数对Ti53311S合金组织的影响

在Gleeble-1500热模拟机上对Ti53311S合金进行了变形温度为880～1080℃、变形速率为0.001～10s-1的热压缩试验,分析了合金的热变形行为并观察了金相组织.结果表明,该合金流变应力均随应变速率的增加而升高,随温度的升高而降低.在相变点以下变形,随温度增加,合金中β相数量有所增加,但晶粒尺寸变化不大.在高温两相区980℃变形,低应变速率的组织较粗大,中等变形速率0.1s-1可以得到晶粒细小、均匀的组织,而应变速率高于1s-1,则会造成变形组织明显不均匀.在高温β区变形时的变形机理主要为动态回复,而且在该回复区域增加变形量并不能起到细化组织的效果.     

Ti—17合金中的成分偏析

利用光学显微镜和SEM对Ti-17合金饼材中存在的偏析缺陷进行了观察和分析。β锻造的Ti—17合金饼材的显微组织不均匀反映了合金成分的微观不均匀性。饼材中发现的异常亮点和亮条分别是富钛、富钼和铬、锆都偏高的成分偏析。这些缺陷都是真空电弧重熔过程的产物,与海绵钛和添加元素的粒度有关。     

Ti-26高强钛合金在大变形条件下的组织与性能研究

采用β锻造工艺制取Ti-26合金饼材，利用光学金相显微镜、透射电子显微镜与X射线衍射仪研究了Ti-26合金在不同变形量下的微观组织，及经过稍高于相变点热处理后的组织及相组成。利用万能试验机测其力学性能。结果表明：Ti-26合金变形前后的组织都是由β相和弥散分布的α相组成，所不同的是变形后α相含量增加，且由短棒状变成片状；在稍高于相变点温度固溶，再时效处理后，随着变形量的增加，强度先降低再升高，当变形量达到80％时，可以使合金得到较好的强度、塑性配合。     

生体医用合金的开发

生体医用Ti-30Nb-10Ta-XZr合金Ti-29％Nb-13％Ta-4．6％Zr和Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金（均为质量百分数）简称Ti—Nb—Ta—Zr系合金，具有优良的生体相容性和低的弹性模量。前一合金的力学性能和作为骨折修复材料使用时骨质再生性和细胞毒性等生体相容性，都比传统生体用钛合金优越。此次则研究了含有不同Zr添加量的Ti-30Nb-10Ta—XZr合金的显微组织和力学性能，研究用的合金是利用粉末冶金法制备的Ti-29Nb-13Ta—XZr合金，分别制备了无Zr的和添加3％、7％和10％Zr的合金（分别简称OZr、3Zr、7Zr和10Zr合金）。     

V和B元素对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金显微组织及热变形机制的影响

为了探究V和B元素复合添加对β型γ-TiAl合金的显微组织和变形机制产生的影响,本工作针对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金,进行了不同温度和应变速率条件下的高温热压缩实验,利用SEM-BSE和TEM对组织进行表征,对比分析了其变形后的显微组织,研究了添加V和B对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的显微组织及热变形机制的影响。结果表明,2种Ti Al合金的显微组织差异较大,添加V和B可以显著改变TiAl合金对热变形的敏感性。Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金高温变形能力明显优于Ti-44Al-5Nb-1Mo合金。Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的高温热变形以难变形片层团的偏转、变形带的产生为主,温度为1250℃时,其变形组织表现出较高的温度和应变速率敏感性,极易形成尺寸不均匀的近片层组织;对于Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金而言,升高变形温度或降低应变速率,既可以促进片层团内部的变形诱导L(α/γ)→α+γ+β/B2和γ→α相变,又可以促进α和β/B2相的球化/动态再结晶,从而大幅提高该合金的组织均...