稀土Gd对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金组织的影响

 通过光学金相和扫描电镜观察分析了Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr（at.%）合金中添加微量稀土Gd对合金铸态和变形组织的影响。发现,含稀土Gd的TiAl合金铸造组织晶粒尺寸细小;变形宏观组织中均匀变形区较大,变形组织动态再结晶的体积分数高,层片分解较完全。     

690合金高温连续变形动态再结晶行为

应用液压机对690合金圆锥试样在3种不同温度下(1100、1140和1180℃)进行连续压缩变形实验,利用光学显微镜和背散射衍射技术研究690合金在热加工过程的动态再结晶行为.研究发现:在连续热压缩变形过程中动态再结晶以三叉晶界形核-原始晶界形核-孪晶形核(孪晶界和孪晶碎化)-晶内形核的顺序发展,而孪晶促进了690合金的再结晶过程.     

Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W合金的高温氧化行为

通过热等静压制备2%Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W(摩尔分数)合金(Nb_p/TiAl合金),并于1 280℃热处理24 h使元素扩散充分,富Nb区转变为层片组织与γ晶粒。在800、850和900℃空气中进行恒温氧化,利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪和电子探针显微分析,研究合金氧化前后的物相组成和氧化膜的结构,揭示Nb_p/TiAl合金的氧化机理。结果表明：Nb_p/TiAl合金在800、850与900℃恒温氧化时的氧化动力学曲线均为抛物线型,在100 h氧化后单位面积的质量增量分别为3.32、7.36和17.27 g/m²;合金表面均形成了具有保护性的氧化膜,氧化膜为TiO₂/Al₂O₃/(Al₂O₃+TiO₂+NbO)/(TiN+Ti₂AlN+AlNb₂)的多层结构,能有效抑制O元素在合金中的扩散,提高...     

Ti-46.0Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金细小全层片组织的力学性能研究

通过挤压比为14(变形量90%)、名义成分为Ti-46Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni%(原子分数)的TiAl合金开坯组织进行热处理,获得了细小全层片组织。组织观察表明,全层片组织的层片团尺寸平均为85μm,层片团尺寸范围在70～100μm内;采用透射电镜测量层片间距的平均为89 nm;合金中B2相呈条状或块状在层片团界断续的析出。力学性能测试结果表明,合金具有较好的室温塑性和断裂韧性,其室温强度平均达803 MPa,延伸率平均为2.2%;断裂韧性值较高、平均达31.5 MPa.m1/2。断口观察和分析表明,细小的层片团尺寸和层片间距、以及锯齿形层片界面增加了裂纹扩展路径;未见B2相对合金室温塑韧性的不利影响。     

Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si合金中温变形行为的研究

正Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si(也称BT3-1)是一种在汽轮机叶片领域比较常用的两相钛合金。大多数研究都是针对其800℃以上的变形行为,而服役温度600℃以下的变形行为却几乎没有被讨论过。我们必须注意到800℃以上的高温变形行为在很多方面完全不同于600℃以下的中温变形行为,比如     

β相稳定元素对TiAl合金高温变形行为的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。     

Ti-2Al-2.5Zr合金低温下单向与循环变形行为

采用管材试样研究了低温下 (- 196℃ )Ti 2Al 2 .5Zr合金的循环变形行为。分析了应力比、应力幅、循环周次、加载速率等对合金循环变形行为和疲劳性能的影响。建立了循环和单调加载方式下合金的应力—应变曲线方程和疲劳寿命预测方程。根据不同循环周次下疲劳试样的金相分析和断口观察 ,讨论了合金的循环变形规律和疲劳断口特征     

Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金的热变形行为及热加工图

基于等温恒应变速率热压缩实验,探究了新型Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb合金在变形温度700～900℃、应变速率0.001～1.000 s-1条件下的热变形行为.通过真应力-真应变曲线分析了变形参数对合金力学性能的影响规律,选用修正的Arrhenuis双曲正弦函数模型推导了耦合应变的本构方程,基于动态材料模型...     

轧制变形量对Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织与性能的影响

利用X衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、室温拉伸试验等手段,研究粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W(原子分数,%)合金包套轧制过程中的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:热等静压法态的Ti-45Al-7Nb-0.3W合金组织为近γ组织,主要由块状的γ相组成,同时包括少量的α2相及极少量的B2相。轧制后Ti Al合金板材为双态组织,B2相消失。随轧制变形量增加,合金板材强度增加,变形量为40%时,板材抗拉强度最大,达到955 MPa。继续增加变形量合金板材的力学性能有所降低。当变形量较小时,合金的塑性变形主要通过位错滑移和攀移来实现。随变形量增加,孪生和动态再结晶机制发挥作用。     

Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd合金的微观组织和拉伸性能

针对变形量达86%的锻造Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd(原子分数,%)合金,对其进行热处理获得近层片组织,研究变形合金及其近层片组织的微观组织特征,并进行了室温、700℃和800℃拉伸实验.组织观察发现,近层片组织由层片团、分布于层片团界的β相以及弥散分布于基体的椭圆状Gd析出物组成.层片团的平均尺寸为40μm,层片组织、β相和Gd析出物的体积分数分别为93.73%、5.25%和1.02%.拉伸结果显示,室温下合金试样的平均抗拉强度为865MPa,平均延伸率可达4.17%,700℃时其平均抗拉强度和延伸率分别为643MPa和22%.Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd合金不仅具有与高β相TiAl合金相当的塑性变形能力,且室温塑性也得到显著提高,这主要归因于β相体积分数的下降和Gd化合物对微观组织室温塑性的贡献.     

Design for Isothermal Forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni Alloy

 Abstract: The three-dimensional finite element code was utilized to investigate the isothermal forging of Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni (at.%). The partition of height reduction, effective strain and damage during the forging were analyzed. And the experiment was employed to verify the simulation results. The results show that severe plastic deformation can improve the homogeneity of the deformed microstructure and the higher accumulative height reduction can be achieved through two-step forging. With the isothermal forging of 60%+62.5% (total 85%), the entire forged pancake can acquire refined microstructure and expand the uniform flow zone to almost the entire volume without generating strain-induced defects or cracking.     

Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr注射成形

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(原子分数,%)气雾化预合金粉末为原料,采用粉末注射成形工艺制备了Ti舢合金材料,研究了该TiAl合金脱脂工艺对脱脂坯碳氧残留量和组织的影响规律及烧结工艺对烧结体显微组织、密度和压缩性能的影响规律.结果表明:在脱脂温度600℃、保温时间为1h和真空脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂,坯体中残余碳氧含量(质量分数)分别为0.059%和0.12%;脱脂温度从600℃升到1000℃,粉末由枝状组织转变为近γ组织;烧结温度在1410~1450℃,保温时间在1h以内,烧结体可以快速致密化;在1450℃保温30min,烧结体相对密度可以达到95%,烧结体的抗压强度为2105MPa,压缩率达到30.9%,接近铸态合金力学性能;随烧结温度升高,烧结体中的γ相逐渐减少,组织由近片层组织逐渐转变为全片层组织.     

Flow Behavior and Hot Workability of Nb-15Si-22Ti-5Cr-3Al-2.5Hf Alloy

Constitutive models for flow behaviors of an arc-melted Nb-15Si-22Ti-5Cr-3Al-2.5Hf alloy at temperatures of 1350 °C to 1500 °C and strain rates of 0.001 to 0.1 s⁻¹ have been successfully established during work hardening and dynamic softening stages, respectively, and relatively small average absolute relative errors of the predicted flow stresses are reached (7.7 pct for the work hardening stage and 5.7 pct for the dynamic softening stage). The hot processing map has also been established successfully for this Nb-Si-based ultrahigh temperature alloy. The favorable conditions for hot working of this alloy have been determined as 1350 °C to 1380 °C/0.001 to 0.003 s⁻¹ and 1380 °C to 1440 °C/0.001 to 0.01 s⁻¹. The deformed microstructures under different conditions have been explored and the mechanisms for flow instability of this alloy have been revealed. Flow instability at relatively low temperatures and high strain rates (1350 °C and 1410 °C, 0.1 s⁻¹) is mainly derived from the cracking of Nb₅Si₃ and the debonding of Nbss/Nb₅Si₃ interfaces, while flow instability at higher temperatures (1500 °C) should primarily result from the development of cracks and holes within the Nbss phase because of excessive strain accumulation.

     

Hot Deformation Behavior of Beta Titanium Ti-13V-11Cr-3Al Alloy

Hot compression tests were conducted on Ti-13V-11Cr-3Al beta-Ti alloy in the temperature range of 1203 K to 1353 K (930 °C to 1080 °C) and at strain rates between 0.001 and 1 s^?1 The stress–strain curves showed pronounced yield point phenomena at high strain rates and low temperatures. The yield point elongation and flow stresses at the upper and lower yield points were related to the Zener–Hollomon parameter. It was found that dynamic recovery at low strain rates and dynamic recrystallization at high strain rates were the controlling mechanisms of microstructural evolution. The results also showed that strain rate had a stronger influence on the hot deformation behavior than temperature. The microstructural observations and constitutive analysis of flow stress data supported the change in the hot deformation behavior of the studied alloy varies with strain rate. For various applied strain rates, the activation energy for hot deformation was calculated in range of 199.5 to 361.7 kJ/mol. At low strain rates (0.001 and 0.01 s^?1), the value of activation energy was very close to the activation energy for the diffusion of V, Cr, and Al in beta titanium. The higher value of activation energy for deformation at high strain rates (0.1 and 1 s^?1) was attributed to the accumulation of dislocations and the tendency to initiate dynamic recrystallization.     

Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金热压缩变形行为

对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金进行等温压缩实验,变形温度范围为923～1123 K,应变速率为0.001～1 s<'-1>.分析表明该材料的流变应力对温度与应变速率敏感:当变形温度为923～1023 K时,流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征;当变形温度为1073 K时,低应变速率(0.001s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征,高应变速率(0.01-1 s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;当变形温度为1123 K时,流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;峰值流变应力随着变形温度的升高而下降,且下降速率随着温度升高而降低;峰值流变应力随着应变速率的升高而升高,升高速率在923～1023 K范围内随着应变速率升高而下降,在1073 K时随着应变速率升高而升高,在1123 K时随着应变速率升高无变化.Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为789 kJ·mol-1.     

V-5Cr-5Ti合金再结晶规律及其动力学

研究了V-5Cr-5Ti合金在900～1100 ℃之间的再结晶规律, 概括了V-5Cr-5Ti合金的再结晶动力学机制. 结果表明, 合金冷变形板材在950～1050 ℃下退火处理, 可获得细小、均匀的等轴晶; 初步推导了V-5Cr-5Ti合金再结晶动力学机制, 符合Avrami-Erofeev形核长大机制; 并计算了V-5Cr-5Ti合金再结晶激活能Q_r, 其值为261.91～289.67 kJ· mol~(-1).     

热暴露对Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C合金微观组织的影响

研究了热暴露对Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C阻燃β钛合金微观组织的影响。结果表明，在540℃（该合金期望使用温度）热暴露100h后，合金晶界上形成了连续的α膜，β基体和少量α相发生了短程有序化（SRO）转变，除此之外，热暴露过程中还有少量的金属间化合物TiCr2相析出。     

TiAl基合金超塑性变形中的位错运动

研究了结晶Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ合金在超塑性变形过程中的位错运动。透射电镜分析结果表明，超塑性变形时，合金中存在大量位错运动，在晶界附近和晶粒内形成了位错网，并在晶界上出现位错塞积。大多数位错是从晶界及α２相粒子处发射出来的。