Ti40阻燃钛合金的高温蠕变行为

计算了Ti40合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及在460℃－540℃范围内蠕变激活能Q＝94.0kJ/mol，并以此基础上研究了其蠕变强化机制。实验结果表明：该合金在此温度范围内的蠕变受位错和扩散双重机制控制，晶界移动对蠕变也有一定的贡献。在目前实验条件下，Ti40合金在620℃蠕变性能较差。     

Al元素对Ti40阻燃钛合金550℃热稳定性的影响

研究Ti-25V-15Cr-0.2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0.2Si两种阻燃钛合金在550℃热暴露不同时间后的力学性能，并应用光学显微镜、X射线衍射、透射电镜对合金组织进行分析。结果表明，Al元素使Ti40阻燃钛合金在550℃的热稳定性能显著降低；对相的分析表明，Al元素可促进合金中Ti5si3和α相的形成。在550℃热暴露200h条件下，出现明显的TiCr2有序相。降低组织的稳定性及使合金在热暴露过程中生成过多的第二相是Al元素降低合金热稳定性能的主要原因。     

Ti40合金的阻燃性能及其阻燃机理分析

采用ＤＣＳＢ法和金属液滴实验法评价Ｔｉ４０阻燃钛合金的阻燃行为,并初步分析影响钛合金抗燃烧的因素和阻燃机理。结果表明：Ｔｉ４０合金具有良好的阻燃性能,低溶点,高热导率和单一稳定β组织的钛合金具有良好的阻燃性能;     

Ti—40阻燃钛合金中的第二相

研究了Ti-40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)阻燃钛合金中的第二相及其对合金性能的影响。研究结果表明：固溶温度升高,Ti40合金析出第二相的趋势增大;低于850℃固溶,合金中没有第二相析出,高于850℃固溶,合金中析出棒状α相和少量Ti5Si3相;910℃固溶＋600℃时效,合金存在第二相有α和Ti5Si3相;860℃固溶＋600℃时效,合金仅存在Ti5Si3相,固溶时效态存在的第二相对合金的性能没有明显影响,540℃,100h热暴露,合金中存在的各种形态的α相和Ti5Si3析出物,明显降低合金的热稳定性能。     

钒和铬对Ti40阻燃钛合金力学性能的影响机制

以Ti40合金为基础,配制4种不同V和Cr含量的合金,测试其在锻造、热处理、热暴露和蠕变条件下的相关力学性能,并观察其组织。结果表明：合金元素V和Cr对Ti40合金室温力学性能、蠕变行为和组织的影响具有相似性,即随V和Cr含量的降低,合金室温综合力学性能变化不明显、抗蠕变能力减弱、组织粗化;这与V和Cr同属于β稳定元素、且原子半径都小于Ti原子有关;而V和Cr对于热稳定性能的影响则完全相反,V含量的增加或Cr含量的降低合金热稳定性能优化,其主要原因可能与V属于同晶型β稳定元素而Cr属于共析型β稳定元素有关。     

热处理对Ti40阻燃钛合金热稳定性能的影响

针对Ti40合金,设计了5种热处理工艺,并将5种工艺归为3类:中温退火、高温淬火 预时效 时效及高温退火 中温退火 时效.分别测试了Ti40合金在3类热处理工艺下的室温力学性能及500℃、550℃热暴露100 h的热稳定性能,并分析了合金的微观组织.结果表明,不同的热处理工艺下,合金室温力学性能相差不大,而热稳定性能变化较大;直接中低温退火后合金的热稳定性能最好,其原因主要是由于中低温退火后,合金组织中保留一部分锻造的高密度位错等缺陷,并且晶界曲折不平,这使得在热暴露过程中,单位晶界析出物的数量减少,弱化了晶界析出物对合金热稳定性能的不利影响.     

高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化和氧化层剥落机理

对高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化机理和氧化层剥落机理进行研究表明：合金氧化增重随温度升高明显增加,至1050℃反而降低;600℃的氧化膜主要为TiO2和V2O5,高于700℃氧化,因V2O5的挥发,氧化膜主要为TiO2,随温度升高,氧化物晶粒粗化,氧化膜疏松多孔,与基体黏附性降低,不低于900℃时开裂和剥落,不低于800℃氧化,氧化层疏松还存在SiO化合物,温度升高,SiO数量增多,由圆形球变为星形,至1050℃随氧化层剥落而消失;剥落后的基体氧化层仍为疏松状,有不连续分布的Cr2O3膜存在,同时还分析了Ti40合金不抗氧化的原因及氧化机理,提出了氧化机理模型。在分析氧化膜内应力产生及内应力释放机制基础上,提出了Ti40合金氧化层开裂、剥落机理。     

Ti40阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了高稳定β型阻燃钛合金Ti40合金在900℃-1050℃温区内氧化时的氧化行为。结果表明：随着温度的升高及时间的延长，试样表面氧化皮由较为平整变化为表面氧化皮严重脱落且基体表面呈现为淡绿色。对该物质进行能谱分析后显示淡绿色物质为TiO2和Cr2O3的混合物。900℃～1000℃的氧化动力学曲线显示，随温度升高氧化增重急剧增加，在温度1000℃～1050℃范围内，试样氧化增重虽仍随时间的增加而增加，但总量有所下降。     

含氧环境中航空发动机用Ti40阻燃钛合金的摩擦点燃

采用摩擦点燃的方法,研究摩擦压力p和氧浓度xO对Ti40阻燃钛合金的抗点燃性能的影响,建立了定量描述Ti40钛合金抗点燃性能的p-xO关系曲线,并结合SEM、XRD和EDS等测试手段分析Ti40钛合金的抗点燃机理。结果表明：Ti40钛合金的p-xO关系曲线符合抛物线规律,p在0.1~0.25 MPa变化时,xO的变化范围约为25%。当 xO≥70%时,Ti40钛合金在室温条件下即会被点燃,并迅速发展为持续的稳定燃烧,且时间长于10 s。Ti40钛合金的抗点燃性能优于TC4钛合金的,Ti40合金被点燃时所对应的xO至少比TC4高40%。当xO较低时,Ti40钛合金的抗点燃性能对p较为敏感,而随着xO的增大,抗点燃性能对xO更加敏感。摩擦表面形成的具有强相互作用的V2O5、TiO2和Cr2O3氧化物融合物是Ti40钛合金的抗点燃性能提高的根本原因。     

热处理工艺对Ti80钛合金棒材组织与性能的影响

研究了几种不同热处理工艺对Ti80钛合金棒材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,显微组织由等轴组织变为魏氏组织;后期需要进行塑性成形时,适宜选择850 ℃保温80 min后空冷的工艺后热处理;经750 ℃保温80 min后空冷的热处理工艺,Ti80钛合金棒材的强度与塑性匹配较好。     

High temperature deformation mechanism of Ti-40 burn resistant titanium alloy as-annealing

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓａｃｒｉｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｂｅｉｎｇｓｅｒｖｅｄ,ｔｉｔａｎｉｕｍａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓｗｅｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｓｉｎｃｅｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓｐｏｓｓｅｓｓｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｈａｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ,ｓｕｃｈａｓｓｔｒｅｎｇｔｈｔｏｗｅｉｇｈｔｒａｔｉｏ,ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｔｃ．,…     

铸态Ti40阻燃钛合金高温变形特性

在热模拟试验机上对铸态Ti40合金在950～1100℃、应变速率0.001～1.0 s-1范围内进行了热压缩实验,并基于动态材料模型理论建立了该合金的加工图,通过分析加工图和观察变形组织,研究了该合金的高温变形特性。结果表明,该合金加工图上失稳区范围为950～1040℃、0.1～1.0 s-1,功率耗散效率η值最小,为0.16～0.35,易出现局部流动现象。加工图上有两个η峰值区,范围分别为1070～1100℃、0.1～1.0 s-1和1000～1100℃、0.001～0.02 s-1,η值分别达到局部最大和整个加工图最大,分别为0.42～0.68和0.44～0.76,对应的变形特性均为动态再结晶,二者是优化的加工区。加工图上除失稳区和η峰值区以外,其它区域的η值为0.36～0.44,介于失稳区和峰值区的η值之间,是热变形时可选的区域。     

Ti-662钛合金热处理工艺

对直径为φ95 mm的Ti-662钛合金棒材进行了热处理试验,研究了固溶和时效温度对其力学性能的影响.结果表明,时效温度600℃时,随固溶温度的升高,硬度、抗拉强度及屈服强度提高,伸长率和断面收缩率减小;固溶温度为880℃时,随时效温度的升高,抗拉强度和屈服强度减小,伸长率和断面收缩率增大.热处理工艺为880℃×1h,WQ+ 600℃×4h,AC时,材料的硬度、强度和塑性达到最佳匹配.     

变形参数对Ti40钛合金开裂机制的影响

材料成形过程中,一个备受关注的问题是能否实现在不发生开裂的基础上达到要求的变形。本文基于热压缩实验（变形温度为1123K-1373K,应变速率为0.01-10s-1,变形量为70%）获得的开裂样本,证实了铸态Ti40合金的主要开裂模式为45°剪切开裂、自由表面纵向开裂和内部三叉晶界沿晶开裂。借助SEM重点分析了变形参数对开裂机制的影响规律,发现在低温1123K变形时,主要是穿晶解理脆性断裂,1273K变形时,转变为韧性断裂,高温1373K变形时,大量的小韧窝被观察到;应变速率对铸态Ti40合金的开裂行为也具有重要影响,在低应变速率0.01s-1变形时,样本没有发生开裂,在0.1和1s-1变形时,在开裂表面观察到大量的韧窝,属于韧性开裂,在高应变速率10s-1变形时,开裂表面呈现脆性开裂特征。最后深入探讨了铸态Ti40合金的损伤机制和开裂原因,绘制了铸态Ti40合金的开裂原理图。     

大型薄壁钛合金零件的热处理工艺

针对大型薄壁钛合金零件加工过程中出现畸变量大问题,分别选用钛板、锻环、铸钛三种类型的原材料进行加工试验,分析了每种原材料零件加工畸变情况,得到不同热处理状态的原材料对加工畸变的影响规律,并进行试验验证。结果表明,当TC4合金热处理温度稍高于其再结晶温度并保温一定时间后即可获得稳定性良好的组织,零件加工畸变量小,加工精度高。     

Effect of heat treatment on thermal stability of Ti40 alloy

Five new heat treatment processes were designed, which were divided into three groups by their characteristics. The microstructures and mechanical properties of the alloy after the five heat treatments and thermal exposure at 500, 550℃ for 100 h were tested. The results indicate that a little differences exist in the performance of mechanical properties at room-temperature after the five heat treatments, and the thermal stability is the key factor for determining heat treatment process. Among the three groups of heat treatment processes, the best thermal stability is achieved after the first group of heat treatment. After annealing treatment at intermediate temperature, some defects and uneven grain boundaries are remained, which leads to the reduction fractions of precipitations on unit grain boundary and the harmful effect of precipitations on grain boundary is weakened. The process of annealing at 650 ℃for 4 h is recommended the best heat treatment process for Ti40 alloy.     

大规格TC11钛合金棒材的热处理

对大规格 TC11钛合金棒材双重退火后的组织与性能进行研究.结果表明,TC11合金棒材热处理后,其中心部分组织因冷却速度缓慢,显微组织和α、β相成分发生明显改变.该组织与性能已不符合GJB 2744A-2007<航空用钛及钛合金自由锻件和模锻件规范>要求.因此大规格TC11合金棒材应根据材料的使用条件和不同的性能要求,适当调整热处理制度.     

热氢处理对Ti600钛合金组织和性能的影响

针对近α型Ti600钛合金热加工抗力大、变形困难等问题,通过对实验样品分别进行5种不同氢含量的置氢处理和真空退火除氢,研究热氢处理过程中Ti600钛合金的组织结构演变和高温力学特性,探讨热氢处理对钛合金组织和高温力学行为等热加工工艺塑性的影响规律。研究表明,对于Ti600钛合金,热氢处理后合金出现不同程度的组织细化,置氢量在0.1%～0.5%范围内,热氢处理可有效提高Ti600近α型合金的热加工工艺塑性。