β锻造工艺对TC17钛合金组织和力学性能的影响

进行了大规格TC17钛合金棒材的镦粗压缩试验,然后进行了800℃/4 h水冷和630℃/8 h空冷,研究了β锻造工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,变形温度对α相形态影响不大,原β晶界的位置由α相晶界占据,晶内α相是网篮交错分布;随着变形温度升高,β晶粒尺寸增大,室温和高温抗拉强度以及塑性下降,断裂韧性略有增大。随着变形程度增大,晶界处的α相发生弯折呈不连续分布,原β晶粒出现拉长现象,室温和高温强度、塑性增大,断裂韧性略有下降。综合考虑力学性能要求,TC17合金的β锻造变形温度不应高于相变点以上60℃,变形程度应控制在60%以内。     

TC17钛合金β锻造工艺对显微组织的影响

本文通过Φ100×150mm圆柱镦粗试验研究了TC17钛合金β锻造工艺对微观组织形貌的影响。结果表明：变形量和下压速率对显微组织有显著的影响。当变形速率较低时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,被破碎越严重,越容易被球化。当变形速率较高时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高。采用Image Pro Plus对球化率和再结晶体积分数进行了统计。结果表明晶界α相的球化条件对变形量和下压速率均较为苛刻,仅在变形量为80%,变形速率为0.1mm/s时发生了大量晶界α相球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

β锻造工艺对TC17钛合金显微组织的影响

通过对Φ100 mm×150 mm TC17钛合金棒材进行镦粗试验,研究了β锻造工艺对其微观组织形貌的影响。结果表明:变形量和变形速率对TC17钛合金显微组织有显著的影响。当变形速率为0.1 mm/s时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,破碎越严重,且越容易球化,80%变形量时α相的球化率达到80%。当变形速率为2 mm/s时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高,80%变形量时β相的再结晶体积分数为50%。晶界α相发生球化对变形量和变形速率均较为苛刻,仅在变形量为80%、变形速率为0.1 mm/s时大量晶界α相发生了球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、布氏硬度计等研究了不同锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响.结果 表明,初生α[晶粒尺寸和体积分数、次生α[形貌随锻造温度和变形程度的变化差异较大,不同锻造工艺下得到等轴组织、双态组织和片层组织.等轴组织强度较低,塑性变形能力强,属于韧性断裂机制;片层组织强度最高,塑性变形能...     

等温锻造和双重退火对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了α+β相区等温锻造和双重退火工艺对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响.结果 表明,等温锻造温度越高,β转变组织含量越高,双重退火后合金强度越高.高温退火温度高于锻造温度会提高β转变组织含量,从而提高强度;高温退火温度低于锻造温度会造成次生α相的粗化,不利于强度提高.获得合金高强度的关键在于获得足够比例的β转变...     

退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

本文对比研究了退火温度、冷却方式及等温退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：当在800~840 ℃退火空冷后,合金为等轴组织,强度随着温度增加而缓慢下降,当在880 ℃退火空冷后,β相中有次生α相析出,演变为双态组织,此时合金强度最大但塑性稍低,随着退火温度继续升高,组织明显粗化合金强度下降,超过相变点温度后组织演变为细针状魏氏组织,强度有所提高但塑性明显下降。当在800~1000 ℃退火炉冷后,组织演变和空冷试样组织有两处明显不同：首先,在相变点温度以下,形成双态组织的退火温度高于空冷样品,且β相中没有明显的次生α相析出;其次,在相变点温度以上,合金为层片状魏氏组织。炉冷样品的强度随退火温度增加而单调下降,塑性变化和空冷样品趋势一致,此外冲击韧性在880 ℃处理时最大。等温退火(880 ℃,2 h,炉冷到650 ℃,2 h,空冷)样品的力学性能与880 ℃退火炉冷后相近,强度、塑性和冲击韧性匹配较好。     

锻造温度对TC4-DT钛合金棒材力学性能及显微组织的影响

研究不同的锻造温度对TC4-DT棒材力学性能及显微组织的影响。结果表明:随着锻造温度的升高,试样的室温强度和塑性明显提高,但当温度升高到相变点以上时,强度开始降低。从显微组织来看,在相变点以下时,温度的升高导致初生α相含量明显降低,条状次生α相明显增多;当温度升高到相变点以上时,得到片状组织,温度越高,片状组织越粗大。因此,细小的次生α相对于强度的贡献要大于初生α相,原因是采用了同样的热处理制度,固溶强化的效果基本相同,强化作用主要由界面产生。     

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。     

冷却速率对TC16钛合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD、SEM、TEM和力学试验机等手段分析不同冷却速率的TC16钛合金试样的相组成、显微组织和力学性能,并分析冷却速率对TC16钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC16钛合金经800℃保温处理后,水淬和空冷试样均由α相、α″马氏体、ω相和β相组成,炉冷试样仅由α相和?相组成;水淬和空冷试样中的初生α相体积分数和晶粒尺寸都相近,均比炉冷试样的小。水淬和空冷试样的单向拉伸曲线上,出现双屈服现象;随着冷却速率的降低,TC16钛合金的屈服强度提高;水淬和空冷试样的抗拉强度相近,高于炉冷试样的;3种冷却速度试样的伸长率和断面收缩率相近,都具有优异的室温塑性。     

退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金分别进行了920℃、940℃、960℃、980℃保温1 h空冷的退火,随后进行了金相检验、拉伸试验和拉伸断口分析,以揭示退火温度对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同温度退火的TC4合金组织主要由初生α相和次生α相组成,随着退火温度的升高,初生α相含量减少;随着退火温度的升高,合金的强度升高,塑性降低,980℃退火的合金抗拉强度和屈服强度最高,为973 MPa和961 MPa,而塑性最差,断后伸长率为2%,断面收缩率为8%;在920℃和940℃退火的合金拉伸断口有大量韧窝,具有韧性断裂特征,960℃和980℃退火的合金拉伸断口韧窝数量明显减少,出现明显的撕裂棱和解离台阶,具有韧-脆性断裂特征。     

热处理对TC16钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

将小规格TC16钛合金轧制棒材在780℃保温2 h,进行了不同炉冷出炉温度、不同第二级退火温度及不同冷却方式的热处理实验,分析了热处理前后棒材的显微组织和力学性能。结果表明:热处理前后棒材显微组织的差异较大;随着出炉温度的降低,强度和塑性均出现先升高后降低的现象,炉冷至530℃后空冷可得到较高的强度及良好塑性;第二级热处理温度越高,强度越低,同时塑性较高;在不同的冷却方式下,炉冷可获得最优的强度塑性匹配。     

β锻造参数对TC17钛合金组织性能的影响

基于TC17合金β跨相区锻造试验,研究了始锻温度、变形程度、锻后冷却方式对TC17钛合金组织和性能的影响。试验表明:TC17钛合金的显微组织演变和室温力学性能对于β锻造参数表现出不同程度的敏感性;随着始锻温度的升高,晶粒细化程度增大,不同的始锻温度可显著影响合金的强度;通过增大合金的变形程度可显著改善组织中的残留魏氏组织,进而对强度产生较大影响,合金内部粗晶组织的变形不均匀化进一步增强;锻后冷却方式为缓冷时,晶内次生α相长度增加,可有效提高合金的断裂韧性。在始锻温度为918℃、变形程度为60%、锻后冷却方式为缓冷的条件下,TC17钛合金的室温力学性能匹配较佳。     

锻造温度对TC21钛合金锻板组织和力学性能的影响

研究锻造温度对TC21钛合金锻板组织和力学性能的影响。试验选用3件规格为Φ300 mm×400 mm的TC21棒料,经制坯完成后进行锻造。采用相同锻造变形量,锻造温度分别为Tβ+15℃、Tβ+30℃、Tβ+45℃,进行显微组织观察和室温拉伸试验分析。试验结果表明,TC21锻板在相变点以上变形时,随着锻造温度升高,试样短横向、长横向和纵向室温抗拉强度Rm和室温屈服强度Rp0.2升高。由于锻造温度在相变点以上,所以3块锻板的低倍呈清晰晶,且随着锻造温度的升高,清晰度增加,晶粒增大。同时,3块锻板的显微组织为网篮组织,由多个平直的束状α相互相交错排列形成,随着锻造温度升高,α相排列方向一致性增强,长条α相含量增加,α相厚度和长度增加。     

热处理工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计和拉伸试验机等手段研究了不同热处理工艺对TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明:热处理工艺对TC4钛合金的晶粒形态、尺寸和各相占比产生很大影响。经920℃固溶1 h后空冷加530℃时效4 h后空冷获得的双态组织和700℃退火2 h后空冷获得的等轴组织的抗拉强度分别高达986 MPa和987 MPa,且两种组织均具有良好的塑性,经1030℃固溶1 h后空冷加530℃时效4 h后空冷获得的魏氏体组织的抗拉强度低(949 MPa)、塑性差;魏氏体组织的断口SEM照片表现为脆性穿晶断裂为主导,双态组织和等轴组织表现为韧性断裂。魏氏体组织的硬度值最高,等轴组织的硬度值最低,两者的维氏硬度值分别为358 HV0. 1和331 HV0. 1。     

冷却速率对TB17钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同冷却速率对TB17钛合金固溶态和固溶时效态的相组成、显微组织、拉伸性能和断裂韧度的影响。结果表明：TB17钛合金以不同的冷却速率进行固溶处理后,其显微组织均由残余β相以及其上分布的尺寸不一的片层状α相组成,仅发生了β→α相变,未发生β→ω相变和β→α’’等相变;随着冷却速率的降低(由水冷到炉冷),其拉伸强度呈现逐渐增加的趋势,而拉伸塑性则先降低后升高。经固溶时效处理后,TB17钛合金的显微组织均由粗片状初生α相、残余β相以及其上弥散分布的细片层状α相组成;由于固溶冷却速率不同,使得在时效过程中析出的细片层状α相的大小和形态各不相同。随着冷却速率的降低,TB17钛合金的拉伸强度呈现逐渐减小的趋势,而拉伸塑性则呈现逐渐升高的趋势,同时断裂韧度亦呈现逐渐增大的趋势,尤其是炉冷的固溶时效态合金,其断裂韧度达到了148.06 MPa·m^1/2。     

锻造工艺和时效处理对TC10钛合金组织和性能的影响

采用工艺A和工艺B 2种不同锻造工艺获得Ф130 mm的TC10钛合金棒材,研究了锻造工艺对棒材组织和力学性能的影响。同时研究了时效温度对TC10钛合金棒材组织和性能的影响规律。研究结果表明,工艺A获得的棒材组织均匀性好,且棒材性能的各向异性小;工艺B获得的棒材组织均匀性差,且棒材性能的各向异性大。TC10钛合金棒材的抗拉强度随时效温度升高先降低再升高,而塑性则随时效温度升高先升高再降低,棒材经875℃×2 h/WC+550℃×6 h/AC热处理可以获得良好的综合力学性能。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响.结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降.当固溶时效工艺为9...     

TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能研究

研究了TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能.研究表明,焊接接头由熔合区(FZ)、热影响区(HAZ)和母材区(BM)组成.焊态下,FZ由b柱状晶组成,HAZ由针状a/a'相、等轴a相和亚稳态b相组成.在630~800℃范围焊后热处理后,FZ和HAZ中的亚稳态b相分解,生成a相和b相,随着焊后热处理温度的升高,FZ和HAZ中的a相板条厚度增加,晶界a相发生粗化.焊态和800℃,2 h,A.C.焊后热处理条件下,FZ在450℃高温拉伸过程中会析出次生a相板条,导致熔合区抗拉强度升高,屈强比降低.焊接接头的拉伸断裂优先发生于屈服强度低的区域,接头各区域屈服强度相差不大时,最终断裂发生在硬度较低的区域.TC17钛合金电子束焊接接头的最佳焊后热处理制度为630℃,2 h,A.C.,此时焊接接头具有良好的拉伸强度和塑性匹配.     

热工艺对TC6钛合金显微组织的影响

研究了轧制温度和热处理工艺对TC6合金显微组织的影响,找出了轧制温度和热处理工艺与合金显微组织的联系规律,结果表明轧制温度和热处理温度选择在880℃左右得到等轴组织,在下两相区轧制后进行固溶处理将有一个较宽的显微组织选择范围.