显微组织对TC16钛合金棒丝材冷镦成形性能的影响

TC16钛合金棒材在冷镦成形方面具有较大的加工和应用优势,棒材组织形貌对最终紧固件冷镦成形性有直接影响。采用不同加工方式、不同变形温度和热处理制度获得了不同组织状态的TC16钛合金小规格棒丝材,通过紧固件冷镦成形实验,研究了显微组织对冷镦成形性能的影响。结果表明,TC16钛合金丝棒材冷镦过程中的组织变形主要是纵向金属扁平化和破碎挤压的过程;纵向为等轴组织或者网篮组织的TC16钛合金棒丝材,在冷镦过程中纵向变形均匀,冷镦过程顺利;纵向为拉长组织的TC16钛合金棒丝材在冷镦过程中易产生裂纹。     

Ti—2.8Al—5.0Mo—4.5V钛合金简介

1概述Ti一2．8AI—5．0Mo－4．5V－（BT16）铁合金是前苏联研制的一种。a＋B型钛合金．该合金是一种高强钛合金，且在退火或淬火状态下都具有较高的塑性，主要的产品是棒、丝材，用于制造紧固件．研究表明：强度等级达IOOO～120OMPa的BT16合金，由于其塑性好（b为S％～10％），     

TC16钛合金辊模拉丝过程中的显微组织和力学性能

利用XRD、SEM和TEM等手段分析了TC16钛合金辊模拉丝变形过程中的相组成和显微组织的变化情况,并对不同应变的辊模拉丝变形丝材进行了室温拉伸性能与显微硬度测试。结果表明,在辊模拉丝变形过程中,TC16钛合金丝材主要由α相和β相组成,部分β相发生应力诱发α'马氏体相变;随着辊模拉丝真应变的增加,TC16钛合金丝材的显微组织明显细化,当真应变达到2.14时,横截面和纵截面中的α相和β相纤维状组织厚度均约为0.3 mm,两相衍射斑点已经近似环状,表明两相显微组织也明显细化;随着辊模拉丝真应变的增加,TC16钛合金丝材的抗拉强度和显微硬度大幅提高,当真应变达到2.14时,TC16钛合金丝材的显微硬度由初始的266 HV提高到365 HV。     

冷镦紧固件用Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金的微观组织及性能

通过透射电镜、扫描电镜和光学显微镜等手段,研究丝材制备过程中BT16钛合金的组织结构演变。结果表明:BT16合金退火态丝材具有良好的力学性能,断面收缩率Ψ为62%~65%,冷镦变形量达到80%;退火后的合金组织由初生等轴α相、少量短条状α相及晶间β相组成的;固溶时效后合金组织由不规则的等轴状初生α相和析出针状α′相的β相组成,其中淬火时效合金中的针状α′相更细小。     

航空用BT25钛合金环材的工艺探索

具有优良断裂韧度和较低疲劳裂纹扩展速率的BT25钛合金多用于航空发动机关键零件的制造。文章通过研究两种BT25钛合金φ450/φ350 mm×60 mm环材成型工艺,分析讨论了两种工艺对生产的环材纵剖面低倍组织,端面、内壁、外壁高倍显微组织和力学性能的影响。结果表明:在环材制坯工艺一致的情况下,最后成型时采用相变温度以下10~30℃,变形量25%~35%的锻造工艺,可生产出性能满足俄罗斯Ty系列标准要求的BT25钛合金环材。     

有限元模拟TC16合金镦制六角螺栓的头部变形行为

TC16钛合金具有良好的力学性能和冷成形性能,在航空航天领域中广泛应用于制作紧固件。为研究TC16钛合金镦制六角头螺栓的变形行为,本文采用MSC.Marc有限元模拟软件,模拟了不同变形条件下TC16钛合金丝材镦制六角头螺栓时的头部变形行为。研究结果表明,摩擦系数对变形程度分布和变形温度分布的影响较大;变形初始温度对变形程度分布的影响较小,但对因材料变形导致的热温升影响较大。摩擦系数较小容易充不满,摩擦系数较大容易产生飞边。摩擦系数为0.1时,有利于六角头的成型,得到的产品形状较好。将模拟结果与实况条件下镦制的六角头螺栓变形结果进行了对比,发现两者之间可以较好地吻合。     

Ti-3Al-5Mo-4.5V合金的组织与性能

通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和X射线衍射(XRD)手段,研究BT16钛合金丝材制备过程中微观组织演变、丝材的力学性能和冷镦性能以及固溶时效合金组织结构。结果表明:BT16合金丝材具有良好的力学性能,断面收缩率Ψ为62%~65%,顶镦螺栓头部变形量达到75%,未见任何缺陷。钛合金铸锭是树枝状α+β两相组织;锻坯横截面变形不均匀,析出等轴状、短棒状和针状α相;热锻棒材边界和晶内均有细小针状α相析出;丝材组织由初生等轴α相和β相组成;固溶时效后合金组织由初生等轴α相和析出针状α相的β转变组织组成。     

热处理工艺对BT22钛合金组织和性能的影响

研究了两级退火工艺参数对BT22钛合金显微组织和室温拉伸性能的影响。研究发现：热处理后的显微组织为α β的两相组织，晶粒形状较为规则，晶界上有连续和不连续的α相，晶内分布着点状、球状和短杆状的α相；BT22钛合金强度在830℃(T1)出现极大值，随着等温淬火温度(T2)的升高及时效温度(T3）的降低而增高，塑性的变化规律与强度相反；等温淬火的冷却方式(v2)对合金的性能影响不大，BT22合金具有低速冷却的淬火性能，淬透性能极好。     

航空紧固件用Ti45Nb合金丝材的组织和性能

研究了不同变形量和热处理制度对Ti45Nb合金丝材微观组织和力学性能的影响。只有当退火温度高于810℃时,合金丝材才能发生完全再结晶;随着变形量的不断增大,丝材经退火处理后抗拉强度和屈服强度显著增强,而延伸率和断面收缩率有所降低;充氩快速冷却后,丝材的屈服强度较随炉慢速冷却的丝材显著降低,这可能与快冷过程中组织析出α″相有关。采用压缩试验对比了TA1和Ti45Nb合金丝材冷变形能力的差异,并使用加工态Ti45Nb合金丝材镦制了铆钉,研究了退火前后铆钉头部激烈变形区微观组织的差异。     

Ti-2Al-2．5Zr合金丝材延伸率影响因素分析

研究了组织形态、主要间隙元素O含量及热处理制度对Ti-2Al-2．5Zr钛合金丝材力学性能的影响规律。结果表明，O是丝材延伸率的主要影响因素，应对O含量做严格控制：均匀细小的等轴组织对丝材延伸率及强度的提高有利；在700℃-850℃进行真空退火，可使丝材具有较好的塑性与强度的匹配。通过以上研究，使丝材延伸率有较大提高，塑性、强度均稳定达到了相关标准要求。     

Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材轧制及热处理过程中的晶粒组织演变

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析研究了Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材在热轧及退火→中间冷轧及退火→成品轧制及退火的全工艺流程中晶粒组织的演变规律。结果表明,热轧后合金组织沿轧制方向呈带状分布,晶粒粗大并破碎变形;中间冷轧和成品轧制后合金为沿轧制方向带状分布的细小形变组织,合金组织明显细化;中间退火和成品退火后合金中晶粒再结晶程度较热轧退火时明显提高,晶粒取向差逐渐向正态分布变化,晶粒组织也逐渐均匀化和细化,最终获得细小、均匀分布的完全再结晶晶粒组织,晶粒度12级。     

溅射靶材用Cr20Ni80合金管材的微观组织与再结晶退火

对溅射靶材用Cr20Ni80合金冷轧管材的微观组织和再结晶退火工艺进行了研究。首先观察了冷轧管材轴向与径向的微观组织变化;其次利用JMatPro计算了Cr20Ni80合金的相图,并设计了再结晶退火工艺;最后对冷轧管材进行了再结晶退火试验,表征了退火后管材的微观组织、晶粒尺寸和硬度。结果表明,冷轧管材沿轴向均为拉长晶,且存在大量孪晶;管材沿径向的微观组织中晶粒尺寸因形变量的增大而减小;当再结晶退火温度为690 ℃时,冷轧管材试样已开始发生再结晶;790 ℃×30 min时,形变晶粒已完全再结晶,平均晶粒尺寸为24.1 μm,为最优再结晶退火工艺;当退火温度进一步升高、保温时间进一步延长时,再结晶晶粒逐渐长大;试样的硬度随退火温度的升高而减小。     

等径弯曲通道变形制备超细晶铜的热稳定性

室温下采用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)C方式进行了纯铜(99.95%)12道次挤压变形。通过等温和等时退火,研究ECAP变形后铜的退火行为,并研究了等径弯曲通道变形和退火后纯铜的显微硬度和显微结构变化。分析了ECAP应变量、退火时间和退火温度对超细晶铜的再结晶行为、抗软化性能的影响。结果表明:ECAP变形后的超细晶铜在退火过程中,表现出不连续再结晶现象;ECAP降低了铜的热稳定性,变形道次越高再结晶温度越低。退火后稳态晶粒尺寸随变形道次的增加而细化,硬度值随变形道次的增加而增大,回归分析表明,晶粒尺寸与硬度之间的关系符合Hall-Petch公式。     

3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变

利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法研究了3003-H16铝合金卷材生产过程中的组织演变。结果表明,晶粒尺寸、二次枝晶间距和金属间化合物尺寸从铸锭心部至铸锭表层逐渐减小。当均匀化温度为590 ℃时,α-Al晶体内析出细小颗粒状的Al₆Mn;随均匀化温度的提高,颗粒状析出相不断溶解并促进针棒状析出相长大;当均匀化温度为640 ℃时,针棒状析出相开始溶解,至650 ℃时完全溶解。金属间化合物Al₆(Fe,Mn)和Al₆Mn随均匀化温度的升高而变得圆滑球化,部分Al₆(Fe,Mn)在均匀化过程中转变为Al(Fe,Mn)Si。3003铝合金热轧卷材的晶粒组织在厚度方向上存在不均匀性,冷轧和中间退火后有所改善。3003铝合金卷材中的化合物沿轧制方向成行排列,具有明显的方向性,其中大尺寸化合物的比例随加工率的增大逐渐降低。均匀化可以改善3003铝合金的成分和组织均匀性,改善合金的塑性。变形加工在提高3003铝合金强度的同时降低了合金的塑性。中间退火过程中纤维状的变形组织转变为再结晶组织,消除了硬化现象,合金的塑性得到改善。     

退火时间对冷轧中碳Cr-Mo钢微观组织的影响

通过SEM观察和EBSD技术研究了冷轧中碳Cr-Mo钢在600 ℃退火不同时间后的组织演变规律。结果表明,随退火时间的延长,渗碳体颗粒分布越弥散,并且球化越来越明显,变形后的铁素体条带转变为铁素体等轴晶粒。晶粒内部渗碳体颗粒较小,晶界处渗碳体颗粒较大,部分呈连续分布,且晶粒尺寸不断增大,但在退火时间小于240 min时,晶粒长大不明显,进一步延长保温时间后,晶粒尺寸增长变快。当保温时间从15 min延长到120 min和480 min时,铁素体平均晶粒尺寸从0.670 μm长大到0.732 μm和2.000 μm。在退火0~120、120~240、240~360和360~480 min时段的晶粒长大速率分别为55.7%、9.7%、74.3%和42.9%,其中0~15 min时晶粒尺寸的增长比例高达42.6%。在退火0~120 min时段,晶粒长大速率相对较大,从节约能源的角度考虑,退火时间可以定在120 min。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

双重退火对BT25钛合金组织与性能的影响

研究双重退火时不同退火温度对BT25钛合金组织与力学性能的影响。结果表明:双重退火后的室温和高温拉伸性能都强于单一退火,具有良好的综合性能。双重退火时,随着第1退火温度的提高,初生等轴α相含量减少,颗粒逐渐增大,次生α相增多增大;合金的强度降低,塑性及韧性提高。随着第2退火温度的升高α颗粒尺寸稍有增大,球化程度进一步提高;合金强度、塑性及韧性变化不大,高温性能稳定。BT25钛合金采用(940~980)℃×1 h,空冷+(530~570)℃×6 h,空冷的双重退火工艺时,可得到较理想的显微组织和良好的综合性能。     

Effect of strain rate on microstructural evolution and thermal stability of 1050 commercial pure aluminum

Effects of strain rate on the microstructure evolution and thermal stability of 1050 commercial pure aluminum processed by means of split Hopkinson pressure bar (SHPB) and Instron?3369 mechanical testing machine were investigated. Samples in the deformed state and after various annealing treatments at 423?523 K (150?250 °C) for 1 h were characterized by TEM and hardness test. The result reveals that the samples in the deformed state were mainly composed of elongated subgrains/cells with high density of dislocations. Microstructures of the quasi-static compressed aluminum were quite stable throughout the temperature range studied, and no significant grain growth was observed. However, for the dynamic impacted one, recrystallized grains with an average grain size of 4.7 μm were evolved after annealing at 523 K (250 °C) for 1 h. It is suggested that the annealing behavior of this dynamic deformed aluminum is a continuous process of grain coarsening, rather than the traditional discontinuous recrystallization for the quasi-static compressed aluminum.     

Evolution of the structure and mechanical properties of sheets of the Al–4.7Mg–0.32Mn–0.21Sc–0.09Zr alloy due to deformation accumulated upon rolling

The mechanical properties and microstructure of sheets of an Al–4.7Mg–0.32Mn–0.21Sc–0.09Zr alloy deformed and annealed after rolling have been investigated. The total accumulated true strain was ε_f = 3.33–5.63, and the true strain at room temperature and at 200 °C was ε_с = 0.25–2.3. The strength properties of the sheets (yield stress σ_0.2 = 495 MPa and ultimate tensile strength σ_u = 525 MPa) in the deformed state were greater than those after equal-channel angular pressing (ECAP) deformation. The mechanical properties of the deformed sheets after annealing depended on the size of subgrains inside the deformed grains bands with high-angle grain boundaries (HABs). With the increase in the annealing temperature from 150 to 300°С, the subgrain size increased from 80 to 300 nm. The relative elongation δ in the as-cast state and after annealing at 200–250°C (δ = 40–50%) was higher than that after annealing at 300–370°C (δ = 24–29%).     

退火工艺对变形高纯Yb微观组织的影响

对纯度为99.99%的高纯Yb进行总变形量为35.6%的多道次室温轧制变形加工,并对其分别在240、270、300、330、360 ℃进行退火处理,研究了退火工艺对变形高纯Yb显微组织和显微硬度的影响。结果表明,最佳退火工艺为270 ℃×0.5 h,经270 ℃×0.5 h退火后,变形高纯Yb完全再结晶,晶粒细小、均匀,平均晶粒度为22.5 μm左右,硬度值下降至18.96 HV0.5。随着退火温度的升高,试样的平均晶粒尺寸呈上升趋势,显微硬度呈降低趋势并趋于平稳。