TC4钛合金电子束焊接接头高温性能与组织

通过高温拉伸试验、高温持久拉伸试验以及金相分析对TC4钛合金电子束焊接接头的显微组织和高温性能进行了研究.结果表明,用电子束焊接TC4钛合金可获得高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的高温抗拉强度为630 MPa,与母材相当.高温持久拉伸时焊接接头在400 ℃下100 h的持久强度大于600 MPa,不低于TC4钛合金母材同等条件下的持久强度.TC4钛合金母材室温下的组织为典型的轧制状态组织,即拉长了的针状α β组织,焊缝组织是由原始β相转变而成的α'相,即针状马氏体.经高温拉伸和高温持久拉伸后焊缝晶粒均明显长大,但其晶粒的长大程度与高温持续时间无关.     

TC4钛合金设定m值超塑性拉伸方法

根据TC4钛合金的超塑性变形机理研究成果,结合设定m值超塑性拉伸方法的设计思路,在VISUAL BASIC环境下编写出了设定m值超塑性拉伸控制程序。在完成对该程序充分调试的基础上,对TC4钛合金进行设定m值超塑性高温拉伸试验,在TC4钛合金最佳变形温度850℃的条件下,将m值分别设定为0.3、0.35、0.4、0.45进行高温拉伸试验,获得TC4钛合金延伸率δ分别为704%、762%、819%、858%,再将应变速率敏感指数m值与延伸率δ对应后生成关系曲线并进行回归分析,最终得到TC4钛合金超塑性应变速率敏感指数m值与伸长率δ的关系式。     

显微组织对TC18钛合金高温力学性能的影响

研究了等轴组织和片层组织TC18钛合金的高温拉伸和高温蠕变性能。结果表明,片层组织TC18钛合金的强度高于等轴组织,但塑性较差,而等轴组织TC18钛合金的综合性能较好。片层组织TC18钛合金的抗蠕变性能要好于等轴组织。在350~400℃时,其应力指数n小于2,蠕变机制为位错滑移;在450℃时,其应力指数n等于3,蠕变机制为位错攀移。     

DIC方法在钛合金高温拉伸及泊松比试验中的应用

航空材料的力学性能测试与表征是其工程化应用的前提,其中变形测量是力学性能测试中的重要环节。新型航空材料的应变测量面临着诸多新挑战,使用数字图像相关方法（DIC）可有效完成非接触式的材料全场光学变形测量。本研究使用DIC方法测量100～350℃环境中TC4钛合金的拉伸全应力-应变曲线和泊松比。结果表明：TC4钛合金的抗拉强度、条件屈服强度和弹性模量随着试验温度升高而不断降低,350℃时其保持率分别为82.8%、71.7%、79.5%,说明TC4钛合金具有较好的耐温性能,同时,TC4钛合金塑性随温度升高整体表现为增大趋势。此外,TC4钛合金泊松比与材料手册中数据的误差小于6%,说明DIC测量精度可满足TC4钛合金泊松比测试要求,测量数据能够很好地反映该材料的力学特性。     

喷涂涂层对钛合金超塑性能的影响

通过采用在钛合金TC4(Ti-6Al-4V)表面喷涂锆英石粉料来获得保护层的办法，研究了锆英石陶瓷涂层对钛合金TC4在高温拉伸试验时超塑性成形的影响。结果表明，锆英石涂层减轻了钛合金表面的高温氧化程度，提高了钛合金TC4的超塑性性能。     

带阻尼台TC6钛合金叶片精密锻造

在概述钛合金锻造工艺特性和锻造工艺方法的基础上,阐述了锻造温度、变形程度、应变速率对TC6钛合金微观组织的影响和锻造工艺参数对锻件力学性能的影响,分析了带阻尼台TC6钛合金叶片的形状特征、尺寸精度和力学性能要求,重点叙述了带阻尼台TC6钛合金叶片的精锻工艺流程、辅助工艺,检测了带阻尼台TC6钛合金叶片的室温拉伸性能、400℃高温拉伸性能、400℃高温100 h持久性能。结果表明,采用精密锻造工艺不仅成功研制了尺寸精度高的钛合金锻件,而且显著提高了钛合金锻件的力学性能,具有工程推广价值。     

Ti150与TC19异种钛合金钎焊工艺与接头性能研究

高温钛合金Ti150是能在600℃环境下长期服役的新型高温钛合金,TC19钛合金是一种富β的α+β两相钛合金,具有高强度、高韧性的特点。采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni(wt.%)非晶合金箔带作为钎料,进行了Ti150高温钛合金与TC19钛合金的真空钎焊连接工艺研究。通过扫描电镜分析接头组织,利用万能试验机测试接头室温和高温拉伸强度。结果表明:在930℃/35 min钎焊条件下,接头室温抗拉强度955.3 MPa,500℃高温抗拉强度达到540.0 MPa,550℃高温抗拉强度达到505.6 MPa,接头室温拉伸试样断裂于焊缝,断口总体为脆性断裂,接头高温500℃、550℃拉伸试样均断于Ti150基体上或近Ti150端面上,Ti150基体端断口有明显的延伸塑性变形。     

TC4钛合金超塑成形流变行为

针对TC4钛合金超塑成形过程中的流变行为、表征及其应用进行了研究。首先,通过恒应变率高温拉伸试验获得TC4钛合金在高温下的流变行为,发现动态回复主要作用于低应变率的变形,动态再结晶主要作用于高应变率下的应力软化机制。此外,建立一套修正的本构模型用以表征材料的高温流变行为,预测值与试验值之间的平均相对误差为13.09%,证实该本构模型适应于表征钛合金超塑成形的应力-应变关系。最后,基于本构模型,结合ABAQUS有限元软件的CREEP蠕变子程序,考虑应变补偿的影响,开发了一种针对TC4钛合金高温超塑行为数值模拟的方法。以高温拉伸试验为研究对象,分别针对数值模拟应变率、应力和应变结果进行分析,验证了该方法的有效性。     

GTi70与TC4异种钛合金材料激光焊缝组织与性能分析

研究了GTi70与TC4异种钛合金材料激光焊接性能,通过接头常温、高温拉伸强度检测,焊缝组织XRD、OM、SEM检测分析,拉伸断口以及剪切断口形貌SEM分析,论证了异种材料的可焊性. 试验结果显示,异种材料接头常温拉伸强度高于GTi70母材,500,600和750 ℃高温拉伸强度高于TC4母材,焊缝拉伸断口、剪切断口均为韧性断裂,两种材料激光焊接性能良好. 脉冲激光焊缝组织更为细小,焊缝热影响区较窄,母材损伤小,焊缝强度与塑性优于连续激光焊缝.     

TC4钛合金高温压缩球化动力学模型

在Gleeble-3800热模拟试验机上对TC4钛合金进行单向压缩实验,研究该合金在压缩量为50％、 温度为700～900℃、 应变速率为0.001～1 s-1条件下的高温变形行为.用金相显微镜观察TC4钛合金高温压缩实验后的微观组织,研究TC4钛合金的动态再结晶过程,分析了影响TC4钛合金层状组织动态球化的因素.用三...