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.     

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。     

热处理工艺对Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD等方法研究了固溶时效热处理对近β型钛合金(Ti-3Al-6Mo-2Fe-Zr)显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,初生α相的含量逐渐降低,经930 ℃固溶处理后,合金为单一β相。固溶温度在830 ℃以下时,随着固溶温度的升高,初生α相逐渐转变为β相,第二相强化作用减弱,合金强度逐渐降低,塑性逐渐提高,断裂方式为微孔聚集型;固溶温度在830 ℃以上时,随着固溶温度的升高,β相晶粒逐渐粗化,合金强度降低,塑性下降,断裂方式由微孔聚集型断裂向解理断裂转变。随着固溶温度从780 ℃升高至930 ℃,初生α相的含量降低,β/α相界逐渐减少,耐腐蚀性能提升。经780 ℃固溶1 h(水冷),500 ℃ 时效6 h(随炉冷却)处理后,细小针状的次生α相于亚稳β相中沉淀析出,合金强度显著提高,但塑性下降。     

时效对Ti-22Al-24Nb合金显微组织及力学性能影响

研究了经1000℃/2 h/WC(水冷)固溶处理的Ti-22Al-24Nb合金在不同时效条件下的组织演变规律,且进行了不同时效时间下组织的力学性能测试。结果表明:时效时间对显微组织中相的含量和尺寸的变化影响较为明显。随时效时间增至24 h时,部分晶粒发生了长大,且次生α2/O相长大明显,初生的α_2相长大并等轴化。随时效温度的升高,晶粒尺寸变化不明显。经780℃/20 h/AC(空冷)时效处理后,合金常温力学性能提升较小,抗拉和屈服强度分别提升至1022和950 MPa,但塑性却大大降低至3%左右,随时效时间延长至24 h,强度增加,塑性变化不大;合金高温力学性能为强度增加不明显,但塑性明显增加,其伸长率为20.27%,随时效时间延长至24 h,合金的高温强度进一步增加,抗拉强度为1019 MPa,屈服强度为977 MPa,但高温塑性出现了下降。     

加工工艺对Ti5553合金等温锻件力学性能和显微组织的影响

主要研究加工工艺对不同成分的Ti5553合金等温锻件力学性能和显微组织的影响,并讨论了未来新型航空部件对该类型高强度和高断裂韧性钛合金材料的需求。结果表明,不同的加工工艺可使Ti5553合金能获得不同级别的力学性能。     

时效工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响

采用力学性能测试、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究了时效工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,在120℃时效时,合金时效响应缓慢,长时间处于欠时效状态,力学性能偏低,在150、165和175℃时效时,由于GP区和θ″相的叠加效应,时效强化曲线呈现双峰特征,时效过程分为欠时效、峰时效和过时效3个阶段,且随着时效温度提高,响应速度加快,到达峰值时间缩短,断后伸长率下降;综合考虑合金的强度和伸长率,2219铝合金适宜的时效工艺为165℃×24 h,时效后合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为412.2 MPa、310.8 MPa和7.9%。     

时效温度对Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-1V-0.4Fe-0.15Si合金显微组织的影响

采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)和透射电子衍射(TEM)等方法研究了时效温度对一种(α+β)两相钛合金显微组织的影响。结果表明:时效温度对合金中初生α相形貌的影响较小,但α稳定元素Al和β稳定元素Mo、Cr等在初生α中的变化呈相反规律;随时效温度的升高,合金中β相的晶格常数逐渐变大,并且次生α相的尺寸呈现一定的粗化,但次生α相的体积分数变化较小。TEM研究显示,次生α相与β相符合经典的取向关系。     

时效工艺对Al-Li-Cu-Mg合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜微和室温拉伸等手段,研究了热处理制度对新型Al-Li-Cu-Mg合金微观组织演变和力学性能的影响.结果表明,该合金主要存在四种第二相:立方AlCu2 Mn相、棒状AlxCuxMnx、球状δ’相和片层T1相.前两相为高温结晶相,对合金沉淀强化贡献较少,后两相分别为自然时效和人工时效主要强化相.随着时效温度的升高和时间的延长,合金中G.P.区、球状δ’相等溶解,针状T1相析出,并在温度达到160℃时T1相析出速度明显高于δ '相的溶解,并与δ '相形成对合金的复合强化;180℃后在晶界处发生回复和再结晶.合金的强度随微观组织的变化显著,在90～150℃时,随着时效温度升高和时间延长,合金的硬度和强度先降低后提高;高于160℃时,合金强度和硬度随时效进行迅速增高,20 h即达到时效峰值;高于180℃后,时效达到峰值后随时间延长因发生再结晶而使合金强度和硬度降低.初步判定合金时效强化理想工艺应为(160 ～ 170)℃×20 h.     

固溶时效处理对Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V合金显微组织和力学性能的影响

对BT14钛合金(Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V)进行不同温度固溶+时效热处理,研究了固溶温度对合金的显微组织、元素分布和硬度和压缩性能的影响。结果表明,在β相转变温度以下固溶后,随固溶温度上升,初生α相含量不断减少,初生α相和基体相(α′、α″或亚稳β相)中的Al含量均增加,Mo和V含量均下降,显微硬度上升。890、940、990 ℃固溶+540 ℃×6 h时效处理后,基体相分解形成弥散细小的α+β相,起到显著的强化作用,导致显微硬度整体提高,且随着固溶温度的升高,显微硬度和压缩屈服强度提高。     

时效处理对Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金组织演变和力学性能的影响

为了解不同时效参数对Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo(Ti6321)合金组织和力学性能影响的根本原因,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能测试,研究了不同时效条件(500～650℃,3～24 h)下的显微组织和力学性能。结果表明,次生相α(α_s)比初生相α(α_p)对时效参数更为敏感。此外,α_s相的厚度与时效温度和时效时间呈正相关。随着时效温度和时效时间的增加,Ti和Al元素在β_t相中的偏析明显,α_s相由细针状转变为长棒状。当合金在600℃时效12 h时,合金表现出较好的综合力学性能。抗拉伸强度、屈服强度和伸长率分别为907 MPa、796 MPa和16%,冲击功为55 J。     

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。     

TiAl合金的热加工、组织和性能

采用水冷铜坩埚感应熔炼技术制备了高质量的Ti-43Al-9V-0．3Y合金铸锭,该合金铸态组织为近层片组织结构,层片团簇的体积分数为85％左右,大小约为80μm,块状卢和γ相位于层片团簇边界。层片结构中除了γ和α2相外,还存在少量的口相析出物。Ti-43Al-9V-0．3Y合金具有良好的热加工性能,通过包套锻造和包套轧制技术,成功制备了大尺寸TiAl合金锻饼和国内最大尺寸TiAl合金板材,其尺寸分别为犯60mm×24mm和500mm×300mm。经热变形后,Ti-43Al-9V-0．3Y合金的显微组织明显细化,力学性能得到了显著提高。     

固溶和时效温度对TC6钛合金显微组织与力学性能的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对TC6钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:800～840℃固溶后,合金由初生α相和亚稳β相组成,两相随着温度升高而长大,合金强度和塑性略有上升;880℃固溶后,亚稳β相依然保留到室温,然而在拉伸过程中出现应力诱变斜方马氏体α″相,导致双屈服现象;920～960℃固溶后,初生α相减少,大量的细针状斜方马氏体α″相在亚稳β相上析出,强度上升塑性下降;当超过β相变点固溶后,主要由粗大针状六方马氏体α?相组成,强度下降同时拉伸为脆性断裂。对于固溶样品经过不同温度时效处理,主要变化过程是亚稳β相分解为次生α相及其长大,300℃时效后,相比固溶态强度上升但塑性下降,亚稳β相中弥散析出次生α相及少量的ω相;当时效温度升高到400℃,强度继续上升接近最大值但塑性最差;500℃时效后,强度最高然而合金元素充分扩散,塑性得到提升;550℃时效后,强度有所下降但塑性明显提升,此时具有较佳的强塑性匹配;600～700℃时效后,初生α相聚集长大并且含量增加,次生α相在β基体上析出且逐渐长大为层片状,强度下降塑性进一步提升。     

热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用拉伸、硬度、显微组织观察等方法,研究了不同热处理条件对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Zr合金经固溶处理后其塑性提高,δ5提高40%;挤压可以明显改善合金的强度和塑性,相比铸态,σb提高25%,σ0.2提高30%,δ5达到14.9%;时效可使挤压态合金的强度得到进一步提高,峰时效时,σb达到420MPa,σ0.2达到310MPa,但塑性有所降低,δ5降低至7.5%。     

时效处理对AuCuNi合金的微观结构及力学性能的影响

AuCuNi合金常用在各种低电压轻负荷的滑动电接触环境中做电刷、导电环材料,在时效过程中发生无序-有序相变使得合金硬度显著提高。通过显微硬度测试、X射线衍射分析(XRD)以及透射电镜(TEM)显微分析等方法,研究了不同温度和不同时间时效条件下Au-32Cu-13Ni合金的微观结构及力学性能的变化规律。结果表明,200～250℃温度范围内合金获得的时效硬化效果最佳;250℃时效处理1.5 h后,合金发生α₀→AuCu_I有序相变,且随着时效时间增加,有序相持续析出,晶格畸变减低,基体α₀峰位回归Au(200)的标准峰位附近;经TEM分析确认,合金在250℃下时效5天后析出了具有四方结构的AuCu_I(L10)有序相,且在有序化的过程中可能形成孪晶。     

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。     

时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金组织及力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了不同时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,经过适当的时效处理后,Mg-8Al-1Zn-3Ca合金的组织明显细化,β(Mg17A12)相减少,并析出粒状的化合物Al4Ca、Al2Ca和Al-Ca.随着时效时间的延长,在室温下,合金的抗拉强度呈先升后降的趋势,而伸长率正好相反.当时效时间在36h,合金的室温强度达到最大值,其值为195MPa,而对应的伸长率是3.25%.     

低弹性模量Ti-27Nb-8Zr医用钛合金组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究Ti-27Nb-8Zr(质量分数, %)医用钛合金固溶后在不同时效温度下组织的变化规律,重点讨论不同显微组织对合金弹性模量和强度的影响。结果表明,固溶处理后,合金组织由β+α”两相构成,具有相对低的弹性模量和强度;时效后,组织中包含β、α、ω三相,弹性模量和强度显著升高,随着时效温度的升高,组织长大,弹性模量和强度降低     

冷加工率对Ti-35合金组织性能的影响

研究了冷加工率对Ti-35钛合金板材组织性能的影响。结果表明：Ti-35钛合金板材随着冷加工率的增加，拉伸强度增高，塑性下降，这是符合一般规律的。然而，当冷变形率达80％，塑性仍然保持在16％，证明这是一种高塑性合金，随着冷变形量增加，晶粒被拉长。当变形率达60％～80％时，晶粒呈纤维化，经退火后发生再结晶，晶粒等轴化，并伴随着合金塑性的提高。