(α+β)两相钛合金显微组织的定量分析和表征

基于体视学方法,结合计算机图形处理,建立一套钛合金显微组织定量测量和表征的方法.对钛合金中片层和等轴两类典型组织进行定量表征,其参数包括:片层α的厚度、体积分数、形态、取向,初生α相尺寸、体积分数,总α相体积分数.分析实例表明,建立的钛合金显微组织定量表征方法精度高、重现性好,为后续建立显微组织-力学性能预测模型奠定了基础.     

β-CEZ钛合金在固溶时效时ω相与α相的组织演化规律

主要通过SEM和TEM观察固溶时效过程β-CEZ钛合金ω相和α相的组织变化规律。发现β-CEZ合金在固溶处理后析出尺寸1～2 nm的无热ω相,在350～500℃时效处理时,ω相辅助形核析出长100～200 nm的针状α相,且随着时效温度升高,α相数量增多,尺寸略有长大。当时效温度达到550℃时,ω相基本消失,α相继续长大到约300nm。当时效温度升高到650℃以后,晶界析出大量的长条状α相,晶内α相长度长大到数微米。     

近β型钛合金Ti-B19时效过程中的相变及显微组织

研究了Ti-B19台金300℃～750℃时效过程中的相变和显微组织演变=结果发现：300℃～350℃时效过程中，在芦基体上首先会形成球状ω相，α相必须借助中间过渡相ω形核．多呈颗粒状；400℃—450℃时效．α相既可通过中间ω相转变．多星颗粒状，也可直接从口相中形桉，多呈针状；500℃～650℃时效，针状α直接从β晶界或晶内析出，500℃以匕时效可发现点状口相“连点成绩”的现象．可能与变形带有关；700℃～750℃时效．平衡α相多呈棒状。700℃时效10min发现块状α相析出。试验温度范围内大多数α相与卢基体满足Burgers位向关系，但在400℃～500℃时效10h左右有不符合Burgers位向关系的2α相出现。     

α″相辅助形核获取超细α相高强度近β态钛合金（英文）

采用多元扩散偶实验方法,设计具有超细α相的Ti-6Al-4V-x Mo-y Zr(0.5α/(110)_β界面具有平台-台阶结构,(■20)_a/(■11)_b界面为平直界面,没有台阶。     

固溶热处理对两相钛合金α片层球化行为的影响

以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-V-Fe系合金为研究对象,设计不同的固溶热处理工艺,考察保温时间对合金α片层球化行为的影响,为优化合金的强韧性匹配建立基础。通过对金相组织进行观察以及对片层尺寸进行统计分析,得到了不同固溶时间下α片层尺寸的变化规律及球化的演变。结果表明,随着固溶时间的增加,α相球化率先增加至最高后基本趋于稳定,并利用界面分离、片层终止理论对该现象进行分析说明。结果表明,本研究为该合金α/β两相区热处理工艺参数的设计及强度韧性匹配合理性提供一定的实验基础。     

冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术研究了固溶处理后的冷却方式对BT25y钛合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,950℃固溶处理后空冷得到的组织由α相与β转变组织组成,水淬与油淬组织主要由等轴α相、针状α'相与羽毛状α'马氏体相组成;与油淬相比,水淬得到的α'相的晶格常数a值减小,b值增大。经时效处理后,固溶后空冷组织的相组成没有变化,油淬与水淬组织中的马氏体相分解为稳定的α相与β相。室温拉伸结果表明:相对于空冷组织,油淬与水淬组织的屈服强度与抗拉强度明显升高,而延伸率明显低于空冷组织,该现象与原始β晶粒内析出的次生α相的弥散程度及界面密度有关。     

热变形TA15钛合金的显微组织和室温力学性能

通过等温恒应变速率压缩实验和X射线衍射、电子背散射衍射和透射电镜,研究了β区加热后在不同的变形温度和变形速率下变形水冷后TA15钛合金的微观组织;通过室温拉伸试验,对其抗拉强度和延伸率等性能进行了测试。结果表明,在α+β两相区压缩变形时,β转变组织中α相产生球化;水冷后发生β→α'马氏体相变。合金由球化α相、片状次生α相和针状马氏体α'相组成。在β相区压缩变形水冷后,合金主要为针状马氏体α'相。在相变点之上或之下的温度区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度降低,延伸率增加;在相变点附近的温度过渡区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度略有升高,延伸率降低。在相变点附近的两相区变形能获得较好的室温强塑性匹配。     

TC17钛合金在α+β两相区加热过程中片状组织的粗化行为

研究了TC17钛合金分别在800℃和840℃两相区加热过程中片状组织的粗化行为。结果表明,随着加热时间的延长,片状组织逐渐粗化,粗化速率逐渐降低。片状α相的粗化过程是一个元素扩散过程,元素从势能较高的片状组织末端或缺陷位置向势能较低的平滑位置迁移,导致片状α相粗化。经计算,800℃下粗化指数为0.37,840℃下粗化指数为0.42,根据LSW粗化理论,TC17钛合金片状组织的粗化行为由体扩散和界面反应共同控制。此外,基于Gibbs-Thompson理论,建立了TC17钛合金片状组织的粗化速率预测模型。     

BT25Y钛合金在600 ℃—800 ℃的高温氧化行为研究

研究了BT25Y钛合金在600 ℃、700 ℃和800 ℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重法,并结合氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金的氧化动力学和热力学规律;利用XRD、SEM和EDS等表征方法研究了氧化膜的相结构和表面、截面形貌及元素分布。结果表明：BT25Y钛合金在600 ℃和700 ℃均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化层由细小TiO₂和Al₂O₃组成,氧化膜可有效阻止氧渗入基体,降低氧化速度;BT25Y钛合金在800 ℃氧化严重,其连续氧化动力学曲线近似符合直线规律,氧化层由Al₂O₃层和TiO₂层交替组成,氧化膜疏松多孔,不能有效阻挡氧向基体一侧的扩散。     

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。     

热变形行为与BT22钛合金的组织演变

通过高温热模拟压缩试验和微观组织研究，探索了热变形参数对BT22钛合金内部显微组织的影响。结果表明：BT22钛合金组织对温度敏感，锻造建议在780℃进行，严格控制温升（尤其是终锻温度）。在两相区锻造时，随变形速率的增加，α相尺寸减小。在60％～70％之间存在着晶粒明显细化的临界变形量，这一临界变形量是锻造时必须控制的最小变形量。     

热强钛合金BT25组织与性能

介绍了前苏联航空发动机用热强钛合金（或高温钛合金）BT25的发展概况，并对BT25合金的成分特点、热处理强化优点等做了进一步阐述，给出了退火状态下的物理性能，在说明热强钛合金微观组织与力学性能关系的基础上给出了BT25合金的各种力学性能。     

BT9钛合金碳元素激光表面合金化组织研究

为提高ＢＴ９钛合金的耐磨性利用碳对其进行激光表面合金化制得了以ＴｉＣ为增强相的快速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层。研究了碳激光表面合金化工艺参数对ＢＴ９钛合金激光表面嘱性层显微组织和硬度的影响。结果表明,碳激光表面合金化技术是一种提高钛合金耐磨性的很有前途的表面改性新技术。     

BT25钛合金相变温度的测定

利用计算法、热膨胀法、差示扫描量热法和连续升温金相法测定了BT25钛合金的相变温度。结果表明,4种方法获得的相变温度分别为1 023.2、1 029.0、1 029.8和1 029.0℃。     

BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层微观组织研究

以WC为电极,氩气为保护气,采用电火花沉积方法在BT20钛合金基体上制备了强化沉积层。利用SEM、EDS和XRD分析了沉积层的微观结构和物相,利用显微硬度计测试了沉积层截面的显微硬度。结果表明,沉积层主要由TiC、WC、W和W2C相组成,TiC是电极材料与基体材料反应形成新相,是沉积层的主要组成相;沉积层与基体结合致密,形成良好的冶金结合。沉积层表面呈"泼溅状"形貌,截面组织形貌中观察到纳米级微晶堆垛结构和少量的树枝晶,反映了电火花沉积过程的快速加热和冷凝机制。沉积层显微硬度呈梯度变化,涂层最大硬度是基体的3倍。     

退火温度对TC18钛合金组织及织构演变规律的影响

随着钛合金锻件的大型化,锻造过程中应力场、温度场不均匀问题更加突出,锻件局部形成锋锐织构的可能性大大增加,易对产品的可靠性及安全性造成危害。本文利用EBSD技术,对比了工业生产的大规格TC18钛合金棒材不同位置中心及表层的组织及织构差异,通过观察两者在不同保温温度下α相及β相的组织及织构特征,研究退火后组织及织构演变规律。结果表明：在两相区,β相主要发生回复,部分α相发生再结晶,β相晶粒尺寸及织构基本不发生变化。接近相变点时,大尺寸回复态β晶粒易于利用尺寸优势吞并其他晶粒;部分α相,特别是晶界处取向接近的片层α相,易于通过合并发生晶粒长大;特殊取向的α相更易发生相变,相变的α相不会形成新的β晶核。在单相区,β相发生再结晶及晶粒长大,且无择尤现象,β相织构明显减弱。     

片状组织TA15钛合金动态球化行为

利用热模拟试验机对片状TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变速率为10-3～1 s-1、真应变为0.22～0.92、变形温度为900 ℃和950 ℃时片状组织的动态球化行为.结果表明,真应变对动态球化有较大影响,真应变从0.22增加到0.92时,α相的球化率最大增幅为40%;900 ℃和950 ℃变形时α相的球化率差别不大;当应变速率为10-3～10-1 s-1时,降低应变速率能够显著提高片状α相的球化率,但当应变速率大于10-1 s-1后,球化率随应变速率的变化并不明显.TA15钛合金的真应力-真应变曲线均呈"应变软化"型,这种软化行为主要是由片状α相的动态球化和弯折引起的.     

Creep-Induced Phase Instability and Microstructure Evolution of a Nearly Lamellar Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y)Alloy

Microstructure degradation and stress-induced transformation of a high Nb-containing TiAl alloy with nearly lamellar microstructure during creep were investigated. Tensile creep experiments were performed at 800, 850 and 900 °C under 150 MPa in air. Microstructures before and after creep tests were examined using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM). Dislocations within the lamellar structure and β_o(ω) region and twin intersection in massive γ grains were investigated. Dislocation sliding played a critical role in the deformation of ω_o phase, which preferentially occurred on the (0002)ω_o plane. Possible deformation mechanisms were revealed. A stress-induced γ→α₂ phase transformation took place during the creep test at 850 and 900 °C. α₂ lamella could directly decompose into the ω_o phase at 850 °C. The instability of high-temperature microstructure can weaken the creep resistance and promote the plastic deformation of the lamellar matrix, thus could be detrimental to the creep properties. The correlations between creep properties and microstructure instability were discussed.     

显微组织对BT22钛合金棒材力学性能的影响

采用4种工艺方案制备了不同组织类型的BT22钛合金棒材，通过测试其显微组织、室温及高温力学性能，研究其间相关关系。结果表明，按魏氏、网篮、双态、等轴这一组织形态顺序，对应的室温及高温拉伸强度值递减，塑性（δ、φ）随之递增，尤其面缩值增加较为明显，断裂韧性值递减，冲击韧性变化不明显。等轴组织对应的室温拉伸强度较低，虽达到标准要求，但已接近指标下限，富余度不大，且断裂韧性值偏低；魏氏组织的断裂韧性及强度明显高于其它组织形态，但塑性明显降低，达不到标准要求；网篮及双态组织对应的性能均达到标准要求，具有较好的强度与塑性的匹配，综合力学性能较好。     

BT23钛合金β转变温度的测定与分析

文章采用化学成分计算法、组织分析计算法、差热分析法和连续升温金相法4种方法计算和测定了马氏体型BT23钛合金的β转变温度,对比分析了化学成分计算法、组织分析计算法、差热分析法和连续升温金相法4种方法计算和测定β转变温度的效率和可靠性,以期获得一种高效、可靠且更适合测定马氏体型BT23合金β转变温度的测试方法。实验结果分析表明:连续升温金相法测定相变点为898℃,结果直观精确,但实验周期长;组织分析计算法所得相变温度为901.74℃,差热分析法测定的值较金相法略高,为903.1℃,此2种方法准确性高,检测效率高;化学成分计算法所得相变温度较金相法测定值高,仅可作为参考。