冷却方式对TC16钛合金丝材组织与力学性能的影响

首先分别对在单相区(880℃)和两相区(840℃)加热保温2 h后的TC16钛合金丝材进行3种不同方式的冷却处理(水冷、空冷、炉冷),随后采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉伸性能测试以及冲击性能测试等研究了该合金经不同方式冷却处理后的组织和力学性能。结果表明：当加热温度位于两相区时(840℃),合金的组织由等轴α相构成,当加热温度位于单相区时(880℃),组织中等轴α相完全消失,并出现β晶粒。3种冷却方式中,经空冷处理后,合金的强度最高,水冷次之,炉冷最低,而冲击性能与强度相反,在塑性方面,经水冷处理后,合金的塑性最佳,炉冷次之,空冷最差。合金在两相区加热保温2 h后以不同方式冷却处理后,拉伸和冲击断口微观形貌均以韧窝和解理面为主,其中炉冷试样的冲击断口形貌中具有较多二次裂纹,经单相区加热后,空冷试样的拉伸和冲击断口形貌产生较大变化,出现结晶状和河流状形貌。     

环境对Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo合金力学性能的影响

从α2＋β相区挤压出的Ti-25Al－10Nb－3V－1Mo合金律料切取40mm长的试验样品，在1071℃的纯净氩气下加热1h，盐水淬火至788℃保温45min．再空冷至室温．样品最终显微组织包括初生α2等轴晶粒、肝转变针状α2鲍氏组织．这种样品在室温下具有最佳的拉伸延性和强度，但较之其他过渡金属招化物有更强烈的环境敏感性．拉伸条件对该类样品的模量和条件屈服强度的影响很小，但断裂总延伸串与试验条件的关系十分明显．在保护气氛下，样品的拉伸延性在高加载这串时提高13％，在低加载速率下将提高30％．断裂韧性Kic可达比其他人用同样合全具有同…     

三重热处理对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响

对TC21钛合金进行三重热处理试验,研究了热处理温度和冷却速率对TC21钛合金网篮组织及拉伸性能的影响。结果表明,TC21合金在β单相区高温（990℃）固溶后,再经历两相区低温（870～910℃）固溶和低温（590℃）时效后,合金的显微组织呈现典型的网篮组织。随着第二重热处理温度的升高,片状α相含量和长度显著减小,厚度增加,合金的强度增加,塑性下降。经不同的冷却速率处理后,水冷和空冷试样的显微组织均由α相、β相和马氏体αy组成,而炉冷试样仅由α相和β相组成。三者的拉伸性能相比较,水冷和空冷试样表现为强度较好,塑性较差;炉冷试样表现为塑性较好,强度较差。TC21合金较好的三重热处理工艺为：990℃/1 h, AC+870℃/1 h, AC+590℃/4 h, AC。     

再次热处理对TC4-DT钛合金板材组织及性能的影响

经β退火后的TC4-DT钛合金板材，其强度未达到AMS4905标准要求．为此，在β单相区和α＋β相区分别区分进行了固溶（冷却方式分别为空冷和水冷）加时效处理。观察了经不同工艺热处理后板材的显微组织，并对其室温拉伸性能、断裂韧性进行了测试分析。结果表明，再次热处理后板材组织未发生明显改变。与空冷态相比，水冷后的次生α更细小。与原始β退火相比，水冷后板材的拉伸强度、屈服强度增加约70MPa．同时断裂韧性略有减小，延伸率略降至8．5％。经再次热处理后，板材的强度和断裂韧性均达到标准要求。     

热处理冷却方式对TC10钛合金组织与性能的影响

对不同温度加热后的TC10钛合金棒材进行水冷、空冷、炉冷3种不同冷却方式的处理,通过光学显微镜、扫描电镜以及拉伸性能和冲击性能试验,研究了合金在不同冷却方式下的组织和力学性能。结果表明,TC10钛合金锻棒原始组织中α相有两种形态,一种为初生等轴α相,另一种为次生α相。当加热温度低于相变点时,形成的组织以双态组织和等轴组织为主,当加热温度高于相变点时,合金组织以全片层β转变组织和粗片层β转变组织为主。3种冷却方式下,水冷后合金的强度最大,炉冷后合金塑性最好。合金在炉冷后的冲击性能最高,其次为空冷、水冷。当加热温度在两相区时,3种冷却方式下合金的拉伸和冲击断口形貌包含韧窝和解理面,高低起伏明显;当加热温度在单相区时,合金的拉伸断口形貌为结晶状,撕裂棱明显,冲击断口具有晶间断裂特征。     

两相区热处理对TC4-DT合金板材组织与性能的影响

对TC4-DT合金板材（α＋β）两相区在不同温度及冷却方式下进行热处理,研究其组织和性能的变化。结果表明,在两相区固溶处理得到等轴或双态组织,随着固溶温度的提高,初生α相含量减少,析出的β相转变组织略有粗化,合金强度升高,伸长率略有下降。两相区热处理后纵、横向的拉伸力学性能没有明显的各向异性。900℃固溶处理后,采用水冷方式固溶处理的合金在不明显降低塑性的情况下可提高拉伸强度。     

氢对Ti-60钛合金显微组织和高温力学性能的影响

随着氢浓度增加,Ti-60合金中的初生α相的体积分数、（α＋β）→β相变点及高温屈服强度均连续降低．高温拉伸时合金的最低屈服点出现在相应氢浓度下的（α＋β）→β相变点处,进一步增加氢含量反而使合金的屈服强度升高,其原因是氢强化了β相-Ti-60合金中氢浓度w（H）与（α＋β）→β相变点满足方程：t（α＋β）→β（℃）=815＋210exp（-3w（H））．900℃拉伸时,0．3％的氢使合金的屈服强度降幅达70％．     

等温淬火对TC21钛合金微观组织和力学性能的影响

研究了TC21钛合金在两相区固溶后直接在较低温度保温一定时间水冷到室温(等温淬火)获得的组织与力学性能。将试样在900℃固溶0.5 h,分别在600～60℃温度范围等温保温1 h后水冷到室温,观察微观组织特征,测试宏观和显微硬度以及拉伸性能。结果表明:从600℃到400℃,次生α相宽度逐渐减小;从400℃到60℃,次生α相宽度几乎保持不变。宏观维氏硬度与β转变基体的微观维氏硬度变化规律相同。随着等温淬火温度提高,延伸率和断面收缩率缓慢增加。TC21钛合金的硬度、强度随着次生α相宽度的减小而升高。300或400℃等温淬火所得组织的强度与塑性的匹配性最好。     

双重退火对TA10钛合金组织与拉伸性能的影响

对TA10钛合金进行了双重退火,即分别在840℃、860℃、880℃和900℃保温1h空冷,随后在560℃保温4 h空冷。退火后采用光学显微镜、扫描电子显微镜及拉伸试验机检测了合金的显微组织、拉伸性能和拉伸断口形貌。结果表明：当首次退火温度在两相区时,合金的微观组织由初生α相和β转变组织构成,且随着首次退火温度的升高,初生α相数量减少,β转变组织增多,次生α相体积明显增大;当首次退火温度在单相区时,合金中初生α相完全消失,组织以粗大β晶粒为主,晶界有明显的α相;随着首次退火温度的升高,合金的强度升高,塑性降低;当首次退火温度在两相区时,拉伸断口有大量等轴状韧窝,首次退火温度升高至单相区后,拉伸断口呈岩石状,并有明显的撕裂棱。     

TA15钛合金的形变热处理

研究了形变热处理对TA15钛合金组织与力学性能的影响。在α＋β两相进行形变热处理使组织中的条状初生α相碎化。对水冷的试样进行930℃／1h／空冷＋915℃／1h／空冷＋530℃／6h／空冷的处理，抗拉强度明显提高，组织中的条状初生α相发生球化。在β相进行形变热处理使强度略有降低，魏氏组织中的α层片增厚。     

热处理对Ti3510钛合金锻态显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度及冷却速度对Ti3510钛合金锻件的显微组织及力学性能的影响。XRD结果表明,固溶后空冷的合金相组成主要为α相及β相,固溶后水冷的合金相主要为α'相及β相,且有少量的α'相析出。显微组织表明,合金微观组织形貌对冷却速度十分敏感,固溶后空冷的合金主要为细小的针状或点状析出物,固溶后水冷的合金主要为板条状次生相。室温拉伸结果表明,随着固溶温度的升高,空冷后的合金强度及塑性总体上缓慢提高,至800℃处理时强度达到最高,抗拉强度达到998 MPa,伸长率为10%。水冷处理后合金强度下降,但塑性提高。850℃固溶后水冷,合金的抗拉强度达到812 MPa,伸长率为25%。     

锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响

针对TC31钛合金高筋薄腹板锻件,在α+β相区进行不同温度下的锻造试验,获得了不同锻造温度下的TC31钛合金强度和显微组织形貌,结果表明:TC31钛合金在Tβ-50℃到Tβ-20℃温度区加热锻造得到的显微组织均为α+β双态组织,拉伸性能满足技术条件要求,其中在Tβ-35℃拉伸性能最优.     

冷速对等温锻造TC25钛合金盘件显微组织和性能的影响

研究了TC25钛合金盘件在β相区等温锻造后，不同的冷却速率对显微组织和力学性能的影响。结果表明，锻后空冷得到粗大的片状组织，并有大块的α相出现；锻后水冷可以获得细小、相互交织的网篮组织，末出现明显的块状α相。与空冷相比，β锻造后水冷的盘件室温强度、热暴露后的室温强度以及500℃和550℃的高温强度均有明显提高，塑性基本保持不变或有所提高。可见，TC25钛合金卢锻造后水冷是改善强度和塑性的有效方法。     

固溶时效对TA10钛合金组织与力学性能的影响

研究了固溶时效处理对TA10钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明:在890℃相变点以下加热时,随着固溶温度的升高,初生α相含量不断减少,β转变组织逐渐增多,合金强度增加,塑性先升高后降低;当固溶温度超过相变点时,组织形态转变为魏氏组织,合金强度进一步增加,塑性显著降低;本试验得到的较佳固溶时效处理制度为800℃保温30 min,水冷+500℃保温2 h,空冷,可获得良好的组织与性能。     

BT14钛合金固溶时效后的显微组织与力学性能

研究BT14合金经固溶淬火时效后的显微组织与力学性能。试验结果表明，在450℃～550℃区间短时间时效，可得到良好的强化效果。随时效时间的延长，材料的硬度和强度升高，达到峰值后转而下降。时效温度越高，时间越长，塑性下降的幅度越大。本试验获得的最佳热处理工艺为：900℃／0．5h，水淬＋450℃／4h，空冷。经该工艺处理的试样综合力学性能较好，抗拉强度为1223MPa，伸长率为6．5％。淬火形成的马氏体及亚稳β相在时效过程中分解为细小、弥散的α相和β相，时效期间在初生α相内析出Ti3Al相，对合金起到了强化作用。     

TC6钛合金加热和冷却过程中的相转变研究

采用迅速水冷保留高温组织状态的方法,研究TC6钛合金在两相区加热和冷却过程中的相转变。结果表明:在加热过程中,次生α相会在700~850℃时优先固溶,初生α相在900℃时才会固溶,能谱分析结果表明,初生α相中Al元素浓度高于次生α相中Al元素浓度,因此初生α相在高温下更加稳定。在冷却过程中初生α相优先长大,而次生α相由于是通过形核长大,表现为在较低温度段才开始析出,且次生α相析出会降低初生α相的长大速度;进一步研究发现,冷却过程中次生α相析出温度会随着保温温度的降低而逐渐降低。     

固溶-冷速-时效对TC4-DT合金显微组织和力学性能的影响

以Ti6Al4V-DT(TC4-DT)为研究对象,分别对其进行不同方式的固溶、冷却和时效处理,利用金相显微镜、拉伸试验机研究其显微组织、强度和塑性的变化。结果表明:强度和塑性的主要影响因素为固溶温度和冷却方式。在α+β两相区和单相区固溶并在580℃时效8 h,可以分别得到双态组织和片层组织,相变点以下随着固溶温度的提高,初生α相含量明显减少,且强度和塑性在两相区固溶更优;相变点以上固溶时,冷却速率降低会使α相片层粗化,抗拉强度和屈服强度逐渐降低;在两相区固溶α相尺寸随着时效温度升高而增大,在低温时效时,由于α相的弥散强化作用使得合金强度较高。TC4-DT合金在α+β两相区860℃/1.5 h固溶,550℃/8 h时效处理,在空冷的状态下,可获得合金强度(1017 MPa)、塑性(伸长率22%)匹配良好的综合性能。     

固溶-冷速-时效对TC4-DT合金力学性能的影响

本文以Ti6Al4V-DT (TC4-DT)为研究对象,分别对其进行不同方式的固溶、冷却和时效处理,利用金相显微镜、拉伸试验机研究其显微组织、强度和塑性的变化,结果表明：强度和塑性的主要影响因素为固溶温度和冷却方式。在α+β两相区和单相区固溶并在580℃时效8小时,可以分别得到双态组织和片层组织,相变点以下随着固溶温度的提高,初生α相含量明显减少,且强度和塑性在两相区固溶更优;相变点以上固溶时,冷却速率降低会使α相片层粗化,抗拉强度和屈服强度逐渐降低;在两相区固溶α相尺寸随着时效温度升高而增大,在低温时效时,由于α相的弥散强化作用使得合金强度较高。TC4-DT合金在α+β两相区860℃/1.5h固溶,550℃/8h时效处理,在空冷的状态下,可获得合金强度（1017MPa）、塑性（伸长率22%）匹配良好的综合性能。     

应变量对TC17钛合金高温性能及片状α相演变的影响

在两相区对TC17钛合金进行了变形量分别为0、20%、40%、60%、80%的等温变形,同一制度热处理(820℃×4 h/WQ+630℃×8 h/AC)后,测试了400℃拉伸性能,观察了显微组织,研究α+β两相区应变量对TC17钛合金高温拉伸性能和片状α相演变影响研究。结果表明:TC17钛合金在两相区经历不同的应变量变形和同一热处理后,组织演变的主要特征是片状α相球化,球化分数随应变量的提高而增加;400℃拉伸强度和塑性则随着应变量提高而提高;定量分析α相球化分数与400℃拉伸性能的关系发现两者之间符合线性关系,通过数据拟合建立了抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率与α相球化分数关系的数学表达式。     

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 利用拉伸、金相显微镜和扫描电镜等方法研究了不同热处理制度对奥氏体不锈钢022Cr17Ni12Mo2材料组织与力学性能的影响。结果表明：随着加热温度由950 ℃升高到1 250 ℃,材料022Cr17Ni12Mo2的晶粒越来越粗大,α相含量呈先降后升的趋势,在1 150 ℃达到最低点1.60%;试验材料的抗拉强度Rm、规定非比例强度Rp02和Rp10均发生了不同程度的下降,塑性明显提高。冷却方式对试验材料的晶粒大小、抗拉强度和伸长率几乎没有影响,但与空冷方式相比,采用水冷方式有利于组织中α相含量的降低,规定非比例强度Rp02和Rp10均提高了30 MPa到40 MPa。