Ti14合金半固态变形的晶界偏析行为

以新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)为对象,研究了合金在半固态条件下的晶界偏析行为.结果表明,Ti14半固态变形使得Cu元素在晶界偏聚,冷却后以Ti2Cu相偏析于晶界,偏聚和偏析过程与半固态变形温度具有较大的相关性;同时,提出了Ti2Cu相形核和析出长大动力学模式,并用非经典形核长大理论进行了解释.     

Ti14合金半固态变形后热稳定性的研究

以新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)为对象,对比研究常规和半固态加工后合金的热稳定性.结果表明:热暴露时间不超过150 h时,半固态加工试样的强度明显优于常规加工试样,且塑性相差不大.而热暴露200 h后两种状态加工的合金热稳定性相近.常规加工态,Ti2Cu相以颗粒状弥散分布于晶内;半固态加工,Ti2Cu相熔化并在冷却过程中以条状偏析于晶界,使得断口韧窝粗化并出现少量解理条纹,这是导致合金热稳定性能改变的重要因素.     

Ti14合金半固态变形的组织演变特征

以新型阻燃合金Ti14合金(α+Ti2Cu)为对象,研究了Ti合金在固态和半固态变形的组织演变过程,分析了温度和变形量对合金晶粒形态和晶界特征的影响,结果表明:半固态条件下未发生动态再结晶,使得晶粒粗大,温度影响了液相的析出,随着温度的升高,液相析出量增加,并集中在晶界处,使得晶界宽化,由不连续转变为连续分布;变形量改变了晶界的界面能,促使晶界发生迁移和转动,导致弯曲的晶界向其曲率中心方向移动,三叉晶的交角向120°趋近。     

Ti14合金半固态变形组织及力学性能

以新型阻燃Ti14合金(α+Ti2Cu)为研究对象,分别进行常规固态锻造(950 ℃)和半固态锻造(1000 ℃),对比研究合金半固态变形的组织和拉伸性能,并讨论可能引发组织和拉伸性能变化的原因.结果表明:半固态锻造过程未发生动态再结晶,使得室温组织晶粒粗大,液相Ti2Cu在压力作用下沿晶界分布,形成了偏析,粗化了晶界,改变了晶界的结构;晶界结构的变化诱发了晶界的硬化效应,使得室温拉伸的强度升高,塑性降低.     

半固态加工变形温度对Ti14微观组织及变形机制的影响

研究了不同半固态加工变形温度下Ti14合金组织的演变规律,探讨了变形机制.结果表明:温度影响了液相的析出,随着温度的升高,液相形成量增加,并集中在晶界处,使得晶界宽化,由不连续转变为连续分布;由于晶界液相的增加,产生了润滑作用,使得晶界的摩擦力减小,滑移易于开动,加工变形机制由单一的固相塑变转变为以晶界滑移为主伴随少量固相塑变.     

半固态变形量对Ti14合金热稳定性的影响

研究新型阻燃钛合金Ti14(α+Ti2Cu)经不同变形量(45%～75%)半固态锻造后的热稳定性能,分析变形量对合金热稳定性能的影响。结果表明:变形量改变析出相的形态及晶粒尺寸,使合金具有不同的热稳定性能。随变形量的增加,Ti14合金热暴露后的强度呈先降低后升高的趋势,塑性有所改善。半固态变形量较小时(45%),合金晶粒粗大,Ti2Cu相呈长条状分布于晶界,高的强度取决于析出相强化作用;随变形量增大(75%),晶粒细化,Ti2Cu相呈颗粒状或短棒状弥散分布,产生细晶强化,使得强度和塑性都得到改善。断口分析表明:变形量较小,断口存在大量撕裂棱;变形量达到75%,断口以韧窝为主;表明析出相和晶粒尺寸共同决定Ti14合金的热稳定性能。     

变形工艺参数对半固态Ti14合金显微组织的影响

采用的试样在Gleeble-3500热模拟实验机上进行半固态Ti14合金的高温压缩变形实验,研究不同变形温度(1000～1200℃)、不同变形量(加%～70%)和不同应变速率(0.005～5/s)对显微组织的影响,分析了晶界的变化规律.结果表明:变形温度直接影响晶粒的形核长大及球化,随着温度升高,晶粒直径明显增大,晶界宽化;变形程度对微观组织的影响随变形温度的不同而不同;晶粒等效直径随着应变速率增大和温度的升高呈现出先降后升的趋势.     

Ti14合金半固态等温热处理过程中的组织演化规律

研究了Ti14合金在1000和1050 ℃半固态下,不同保温时间微观组织的演化过程,计算不同半固态温度下晶粒的生长指数,并分析半固态温度和保温时间对晶界和晶粒尺寸以及形态的影响规律.结果表明:随着保温时间的延长,晶粒明显长大,晶粒形态趋于圆整,晶界处液相由不连续分布转变为连续分布最终呈网格状;1000和1050 ℃对应的晶粒生长指数分别为0.88和0.97,表明温度的升高加速了微观组织的演化.     

Ti14合金半固态塑性变形的热力模拟

利用Gleeble1500热/力模拟机研究了Ti14合金在应变速率为5×10-3～5 s-1,变形温度为1273～1423 K,变形量为60%条件下的半固态塑性变形行为。分析了合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,根据分析结果建立了Ti14合金半固态变形流变本构方程,结果表明:合金在半固态条件下存在明显的屈服现象,流变应力受温度和应变速率影响较大,稳态流变应力和峰值流变应力随温度的增加而减小,相同温度下,流变应力随应变速率的增加而增加,分析可能是由于液相含量和分布对初生α-Ti骨架的解聚作用所致。     

半固态锻造Ti14合金的拉伸性能和组织演变特征(英文)

通过室温和高温拉伸性能测试,对比研究了Ti14合金经常规锻造(950℃)和半固态锻造(1000℃和1050℃)后试样在不同温度区间的宏观力学行为,分析了微观组织演变规律、断口微观形貌及断裂特征。结果表明:合金经半固态锻造后表现出高强度、低塑性的力学特征,随着半固态锻造温度的升高,合金力学性能下降。半固态锻造过程中组织的变化是引起力学性能差异的主要原因,而组织演变的主要特征是Ti2Cu析出相形态和分布的变化。随着半固态温度的升高,更多的液相在晶界析出,并在凝固过程中析出大量板条状Ti2Cu相,最终在晶界上形成偏析带组织。这种带状组织在拉伸过程中引发了解离断裂,导致了低塑性。此外,通过再结晶退火可以有效地细化半固态组织,改善强度性能。     

Ti14钛合金半固态下的变形行为研究

研究了Ti14钛合金半固态条件下的变形行为。半固态变形后．由于液相的出现，加快了原子扩散的能力．其变形激活能明显高于钛合金固态变形时的激活能。结果表明，变形后，晶界、晶内液相长大，形成了宽化的晶界和网格状结构。     

冷却方式对半固态Ti14合金微观组织的影响

采用OM,SEM,XRD研究不同的冷却方式炉冷(Furnace Cooling,FC)、空冷(Air Cooling,AC)和水淬(Water Quenching,WQ)对半固态Ti14合金微观组织形貌以及相组成的影响。结果表明:3种冷却方式均没有改变合金的相组成,但影响Ti2Cu相的形态和分布。炉冷后,Ti2Cu相以颗粒状按一定位向析出,并排列形成条状和树枝状;空冷后,Ti2Cu相以颗粒状和层片状分布于晶内和晶界;水淬后,晶界液相特征明显,晶内和晶界无明显析出。分析认为:半固态Ti14合金冷却过程中经历了包晶凝固,包晶反应发生在液相/β/Ti2Cu三线交点处,使得三线交点处的溶质分布很不规则,包晶相的形核和生长形态发生改变,同时,冷却方式不同影响包晶反应程度,从而影响后序的共析组织,使得不同冷却方式冷却后产生了不同的组织形貌。     

Ti14合金半固态下的氧化行为研究

半固态氧化温度升高，氧化增重急剧增加。Ti14合金经半固态氧化后，氧化皮仅为TiO2，不存在任何形式的Cu的氧化物，这是Cu的氧化物挥发的结果。1050℃后，因为CuO的挥发，导致增重有降低的现象。Ti14合金半固态氧化后，氧化层分为3个层次，最外层为疏松的TiO2(在1100℃以上时已经基本脱落)；次外层为比较致密的TiO2和Al2O3，该层以Al2O3为主；再次层由较疏松的TiO2及Cu的氧化物组成，该层中以TiO2为主。Ti14合金半固态氧化后，因为低熔点相Ti2Cu的存在，熔化晶界成为氧向基体扩散的优先通道。半固态下钛合金不具有任何抵抗氧化的能力。     

Microscopic Characterization of Semi-Solid Ti14 Alloy

采用热模拟系统研究半固态变形参数对合金微观组织演变和元素分布的影响,并讨论变形过程中的Ti2Cu析出行为。结果表明:微观组织,特别是Ti2Cu析出过程受变形参数影响较大;温度的增加,应变速率和变形量的降低将促进Ti2Cu在晶界的偏析,最终形成了网状晶界结构。分析认为:半固态晶界的析出过程主要受控于包晶反应,升温或降低其他变形参数将有利于液相在晶界的析出,形成晶界Cu元素富集区。液相的偏析和Cu元素的富集增加了该区域的包晶反应,最终在冷却过程中形成了粗大的网状晶界结构。     

Ti14合金触变可锻性研究

汽车氧传感器根据工作原理可分为3类:(1)浓差型;(2)极限电流型;(3)氧化物半导体型.汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件,电极是氧传感器中最重要的组成部分.目前,低温(600℃)下以银电极为主;高温(600～900℃)下则以铂电极为主,但因其价格昂贵,金属陶瓷复合电极正逐渐代替铂电极;一些半导体金属氧化物电极也表现出一定的应用前景.