TA15钛合金板材单向拉伸超塑变形行为研究

采用TA15钛合金板材,研究了在860～980℃,8.3×10-4～1.7×10-3s-1条件下进行的超塑拉伸性能。结果标明:随着变形温度的升高,延伸率先增加后降低;在940℃、应变速率为1.7×10-3s-1、垂直轧制方向获得最大延伸率为1370%。随着变形温度的升高和拉伸速度的降低,等轴α晶粒尺寸增大。变形温度为940℃时诱发次生α相的析出,少量的层片组织对提高延伸率具有一定的作用。     

TA15钛合金不等厚L型材热轧有限元模拟

利用有限元分析软件Deform-3D建立TA15钛合金不等厚L型材的轧制模型,研究各道次轧件温度场、应变场、金属流动速度的变化规律。模拟结果表明,轧制过程中产生的大量变形热会导致轧件温度升高,且K1~K3道次薄壁侧温度明显高于厚壁侧。在K6和K7道次轧制时,轧件温度过低,需回炉补温。轧件的应变随轧制道次的增加而增加,薄壁侧应变大于厚壁侧。轧件各部位温度及变形量的变化会影响轧件金属流动速度,在K1道次轧制时,厚壁侧与薄壁侧的流动速度差较大,导致轧件产生弯曲变形。采用楔形坯料可有效避免轧件出现变形弯曲。     

TA15钛合金大棒与ZTA15精铸件的化学成分波动研究

主要介绍了我国航空ZTA15精铸件用TA15钛合金棒材的20余吨原料试制情况,重点是棒料和铸件的化学成分变化情况,同时分析了大棒的显微组织和力学性能。     

TA15钛合金在热压缩过程中的织构演化研究

采用Gleeble—3500型热模拟机及EBSD等分析方法,研究TA15钛合金在热压缩变形过程中的织构演化。结果表明,在热压缩塑性变形过程中,随着应变速率的增加,合金中初生α相的晶粒形态和取向均发生了明显的变化,晶粒垂直于压缩方向由等轴状被拉长为长条状,晶粒内部首先出现取向渐变区,继而滑移变形到一定程度后发生塑性变形。同时,随着应变速率的增加,α相的织构强度呈减弱趋势,且织构组分由112-{0}〈112-0〉不断转变为较为稳定的{0001}〈112-6〉。     

α相形态与含量对TA15钛合金力学性能的影响

通过对比分析具有不同初生α相含量和次生α相形态的TA15钛合金的力学性能,对该合金初生α相含量及次生α相形态与力学性能之间的关系进行了初探。结果表明:TA15钛合金中初生α相含量和次生α相的形貌对强度有较大的影响,对塑性的影响则不明显。初生α相含量增加,合金强度有所下降。当初生α相含量高于40%后,含量再增加对合金塑性提升并无益处。片层α相厚度增加和其排列有序度的增强使合金的强度有所提升,但片层α相厚度的进一步增加会使合金的强度下降。     

激光金属沉积TA15钛合金工字梁疲劳性能研究

激光金属沉积（LMD）是一种应用广泛的金属增材制造技术,可以快速成形复杂的结构件。以TA15钛合金粉末为原材料,采用激光金属沉积技术成形了TA15工字梁缩比件,进行了LMD TA15钛合金工字梁试样的疲劳试验和失效分析,研究了LMD TA15钛合金材料和结构的疲劳性能。对4件试样在应力比为0.06,载荷峰值为80%静力破坏载荷的交变载荷下进行四点弯曲疲劳试验,受成形缺陷影响,试样出现混合失效模式：两件试样无明显缺陷,裂纹形态为受拉缘条角裂纹,两件试样为内部气孔缺陷诱发失效,裂纹形态为受拉缘条半椭圆裂纹。起裂位置与缺陷和应力水平有关,存在明显的差异。为阐明试样疲劳失效行为,进行了有限元分析,获得起裂位置的应力水平,分析了缺陷和应力水平对疲劳寿命的影响。结果表明,缺陷是影响试样疲劳性能的主导因素,缺陷降低疲劳寿命50%以上,对于无明显缺陷试样,试样的疲劳行为受到应力水平控制。     

细晶TA15钛合金板材制备工艺及其超塑性研究

研究了β淬火和换向轧制对TA15钛合金板材显微组织和力学性能的影响,并对显微组织最为均匀细小的板材进行了超塑性能测试。结果表明,增加β淬火工艺,可以提高板材显微组织的均匀性,细化晶粒尺寸,提高板材的室温拉伸强度;采用换向轧制工艺,能够显著减小横纵向组织差异,提高组织均匀性,使板材横纵向性能差异减小;对同时采用β淬火和换向轧制工艺制备的板材进行超塑性拉伸试验,在850~920℃、0.001~0.01 s-1试验条件下,板材具有良好的超塑性能,且超塑性能对拉伸温度和拉伸应变速率均较为敏感。不同的应变速率下,温度对超塑性能的影响规律不同。     

烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响

采用氢化脱氢TA15钛合金粉末为原料,通过模压成形与真空烧结及进一步热等静压(hot isostatic pressing,HIP)处理,制备TA15钛合金,对烧结合金及其热等静压后的组织形貌与拉伸性能进行分析与测试,研究成形压力及烧结温度对该合金组织与性能的影响。结果表明,随压制压力增大或烧结温度升高,烧结体的抗拉强度和伸长率都提高。热等静压后晶粒趋于球化,抗拉强度提升不明显,伸长率提升较显著。压制压力为700 MPa,烧结温度为1 300℃时,烧结合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为1 050 MPa和2.81%。经HIP处理后合金的抗拉强度最高达到1 170 MPa,最大伸长率为5.6%。     

晶粒正常长大过程的元胞自动机模拟

 采用正六边形网格划分法,最近邻邻居关系以及概率性转换规则的二维元胞自动机（CA）法,对再结晶完成后的晶粒长大行为进行模拟。并利用正方形区域内圆形晶粒的收缩过程对模型的正确性进行验证。在此基础上,分析了微观结构的演化过程,给出了晶粒长大的动力学和界面能的变化,同时讨论了晶粒尺寸和晶粒边数的分布特点。结果表明：晶粒形态的演化过程遵循晶粒正常长大理论,晶粒尺寸和边数的分布具有时间不变性的特点,界面能的变化遵循能量降低原则。表明本模型能够较好的模拟晶粒的正常长大过程。     

TA12A钛合金热处理过程中等轴和片层α相演变行为研究

对近α 型TA12A钛合金进行热处理实验,利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术对热处理后的微观组织进行观察,研究了两相区固溶温度和冷却速率对微观组织的影响.研究表明:TA12A钛合金在980和1000℃保温后冷却时,β相向α相转变,一方面可以使得等轴α相长大,另一方面也可析出片层α相.等轴α相长...     

基于球化机理的TA15钛合金热变形统一本构模型

应用晶界分离模型解释了片层α相的球化现象,阐述了TA15钛合金转变组织中次生片层α相的球化是其主要的流动软化机制.基于钛合金球化软化机理,建立了TA15钛合金的统一黏塑性本构模型.本构模型综合考虑了次生α相的球化、正则位错密度、等向硬化、塑性成形产生的温升、成形过程中的相变等物理变量.利用遗传算法确定了本构模型中的材料常数.本构模型能够较好地描述TA15钛合金热变形下的流动应力变化.     

基于应力三轴度的TA18钛合金损伤失效研究

对TA18钛合金材料设计不同缺口尺寸的拉伸试样,进行不同应力状态下的室温拉伸试验及断口形貌观察,通过试验和数值计算结合的方法研究TA18钛合金的韧性断裂特性,分析了应力状态对微观断裂机制的影响规律.利用Bridgman正向计算法修正颈缩失稳后的应力数据,建立了TA18钛合金的Johnson-Cook(J-C)本构模型,...     

基于有限元模拟的Ti-55531钛合金等温模锻不均匀变形

利用有限元模拟的方法,研究不同变形条件下Ti-55531合金等温模锻过程中的变形及组织不均匀性。通过调整变形参数,得到具有理想微观组织的锻件,并用于指导具体实验。构建具有腹板和加强筋的T型结构进行模拟,模拟结果表明,在变形温度为805℃、变形速率为0.05 mm/s的条件下进行等温模锻,锻件成形性最好,且腹板处的α相破碎成球状,而加强筋处的α相保留部分原始细针状的不均匀性组织。这种差异性可以使锻件的加强筋强度较高,腹板处韧性较好,达到通过变形不均匀性调控微观组织形貌的目的。     

基于CAFE法模拟易切削钢9SMn28凝固显微组织和从柱状晶到等轴晶转变的变化

基于铸造中的对流计算，用有限元-元胞自动机（CAFE）模型模拟了易切削钢9SMn28的凝固显微组织，模拟结果与试验结果一致，模拟的结晶过程与实际相符，9SMn28合金在慢冷条件下以体积凝固方式凝固。用CAFE模型也研究了从柱状晶到等轴晶转变机理（CET），CAFE模型中的CET机理是相互的热作用。CET不是突变而是渐变产生，长柱状晶的生长首先被较长晶粒阻挡，随凝固过程的发展热梯度降低，晶粒逐渐变为等轴晶。