Ti-7Al-4Mo合金棒材的工艺、组织和性能

前言 Ti-7Al-4Mo合金是α-β两相钛合金,可热处理强化。主要用作480℃以下要求具有一定强度的零件。其性能除与合金成份有关外,还取决于合金的组织,而组织又决定于加工工艺和热处理规范。因此,如果加工和热处理不当,就不能得到满意的性能。这     

Ti-7Al-4Mo合金棒材扭转断口研究

本文探讨了影响断口形貌的几个因素,并提出了使合金棒得到塑性平整断口的工艺。采用不同挤压温度的φ22mm挤压棒材,经过不同制度的热处理后,测试了拉伸、扭转、冲击、剪切等性能,用反极图法测定了合金的织构系数和取向因子,观察了显微组织和宏观断口,并用扫描电子显微镜观察了断口形貌。 研究表明,断口形貌与材料的各向异性、显微组织中的α相形貌和海绵钛的品位有关。当材料的纵向剪切强度和横向的取向因子分别大于或接近于横向剪切强度和纵向取向因子时,则得平断口。反之得劈裂断口。具有块状α加时效β组织状态的棒材易劈裂,而一定数量的块状α加一定数量的针状α加时效β和魏氏组织状态得到平断口。提高海绵钛的品位能提高平断口的几率。 文中提出了得到平断口的工艺,即采用一级海绵钛,在两相区上部进行挤压,对于块状α加时效β的组织,也可以通过双重热处理工艺来改善断口形貌。给出了材料的不同显微组织对应的力学性能及扭转断口形貌。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

挤压和锻造工艺对铍青铜棒材组织和性能的影响

文章以铍青铜半连续铸锭为原料,研究了挤压、锻造及锻造＋挤压工艺对铍青铜棒材组织和性能的影响。研究结果表明：由于挤压时铸锭内外层变形不均匀,导致沿断面上棒材的组织不均匀;在加工率相同条件下,锻造棒材的微观组织比挤压组织均匀,抗拉强度比挤压工艺的略低,但延伸率较高,而锻造＋挤压工艺对棒材组织改善最为明显,微观组织细小均匀,综合力学性能和内部组织最好。     

β固溶对Ti-7Al-4Mo合金热轧棒材扭转断口形貌的影响

一、前言Ti-7Al-4Mo 合金属于α β型两相合金,可以通过热处理强化。该合金在国外已得到广泛的应用,美、英等国已将 Ti-7Al-4Mo合金用于喷气发动机部件、导弹锻件及武器装备等。美国“水星”、“双子星座”和“阿波罗11号”飞船主起落架、鬼怪式飞机吊     

加工工艺对Ti7Al4Mo合金棒材组织性能和超声声速的影响

为优化Ti7Al4Mo合金棒材制备工艺,对比研究了精锻工艺和热处理对棒材组织、力学性能和超声声速的影响。结果表明：相同精锻变形温度下,变形量大的?40 mm棒材超声声速低于变形量小的?60 mm棒材,但强度稍高。随着变形温度的提高,棒材初生α相含量逐渐降低,但超声声速逐渐提高,强度先提高后降低。固溶水冷棒材的超声声速低于固溶空冷棒材,且随着固溶温度和时效温度的升高,超声声速逐渐提高。随着固溶温度的升高和时效温度的降低,棒材的强度提高但塑性下降。当热处理制度选用(940～960)℃/1.5 h/WQ+(550～600)℃/8 h/AC时,Ti7Al4Mo合金棒材的强度和塑性匹配较好,且超声声速较高。     

TC4合金超大规格棒材锻造工艺对组织和性能的影响

通过两种锻造方案试制TC4合金450 mm超大规格棒材。分析了两种方案生产的棒材组织、力学性能和探伤杂波水平的差异。结果表明:铸锭经过镦-拔工艺开坯,进行1次"高低高"锻造,然后在相变点以下30～50℃进行变形量大于85%的成品锻造,可生产出组织和力学性能满足GJB 1538标准要求、探伤满足GB/T 5193-A级要求的TC4合金450 mm大规格棒材,且棒材的组织均匀性好。     

锻造工艺对Ti-6Al-4V合金大规格方坯组织与性能的影响

制定了3种Ti-6Al-4V合金大规格方坯锻造工艺,通过Simufact仿真软件对工艺参数进行优化,在万吨液压机上进行全流程控制锻造,制备出规格为245 mm×480 mm×3 700 mm的大规格方坯。对方坯的力学性能和显微组织进行表征,分析锻造工艺对大规格方坯组织与性能的影响。结果表明,3种工艺锻制的Ti-6Al-4V合金大规格方坯显微组织均为等轴组织,初生α相含量约占80%。工艺A和工艺B制得的方坯组织细小,均匀性好,超声波杂波水平低。工艺C锻制的方坯晶粒粗大,组织不均匀,心部存在长条及大块状α相。工艺A、B锻制的方坯有较好的强度和塑性匹配,工艺C锻制的方坯强度虽较高,但塑性相对较低。从组织均匀性、力学性能及杂波水平综合考虑,工艺A为最优锻造方案。     

锻造工艺对Ti60合金棒材组织和性能的影响

研究了常规锻造,近β锻造和β锻造对Ti60合金棒材显微组织和力学性能的影响规律。结果发现：Ti60合金棒材经常规锻造和近β锻造后,得到等轴组织,近β锻造的等轴α相较少,β锻造组织为典型的网篮组织,局部有大块α相出现。力学性能结果分析表明,近β锻造具有最好的强度与塑性的匹配。采用SEM观察了拉伸试样的断口形貌,结果表明,常规锻造和近β锻造的试样为韧窝型断口,而β锻造的试样为韧窝＋准解理的混合型断口。     

锻造工艺对Ti-6321合金棒材显微组织与力学性能的影响

研究了不同锻造工艺对Ti-6321合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明:Ti-6321合金棒材经常规锻造后为等轴组织,经近β锻造后为双态组织,经β锻造后为网篮组织;双态组织不仅具有与等轴组织和网篮组织相当的强度和塑性,而且冲击韧性可达到850 kJ/m2以上,明显高于等轴组织和网篮组织。     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理,研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明:在450~550℃范围内,随时效温度升高,合金组织有针状α相弥散物析出。升温至510℃,相同时效时间内析出α相数量最多,高于510℃,部分析出α相开始溶解。合金时效处理10 h内,随时效时间延长,合金组织针状α相弥散物数量增加,且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10 h时效处理,α相形核和长大达到最佳匹配,Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

变形方式和热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响

将Ti-662合金铸锭在快锻机和径锻机上经过7火次锻造制备出4,90mm的棒材。研究了2种不同锻造变形方式（轴向反复镦拔和换向反复镦拔）和不同热处理工艺对Ti-662合金棒材组织和性能的影响。结果表明：采用换向反复镦拔锻造获得的Ti-662合金棒材组织均匀无方向性,横向性能较轴向镦拔获得的棒材明显改善,纵、横向性能差别不大;不同的热处理实验对比得出,采用880℃×1h／WC＋600℃×4h／AC固溶加时效处理可使棒材的强度和塑性达到良好匹配,纵、横向力学性能均可满足MIL—T-904标准要求,而且经超声波探伤检测达到AMS2631B中的A1级质量要求。     

锻造方式对Ti-6Al-4V合金组织及取向分布的影响

在快锻液压机上对Ti-6Al-4V合金进行了锻造变形,采用扫描电镜、背散射电子衍射技术以及X射线衍射技术研究了不同锻造方式下合金组织及晶粒取向的变化规律.在单向镦拔和换向镦拔两种不同锻造方式下,难变形区、小变形区及大变形区中α相及β相的分布差别不大,组织均匀性基本一致,两种变形方式下锻坯不同区域的应变稍有差别.进一步对不同变形区域形变织构的定量分析可知:在应变较小的边缘区域,变形主要以{0001}基面滑移为主,形成基面织构;在应变较大的内部区域,织构明显转向{11相似文献   

坯料处理方式对纯钛挤压棒材组织及性能的影响

采用正向挤压法分别对铸态及锻态纯钛坯料进行挤压对比试验,研究了经两种不同方式处理的坯料对挤压棒材组织及性能的影响。结果表明,铸态挤压坯料有粗大的柱状晶,金属协调变形性差,挤压后棒材表面质量较差且有连续的沟槽等缺陷;经过锻造的挤压坯料具有等轴组织,变形时金属流动更加均匀,挤压后的棒材表面光滑平整,力学性能优良。     

热等静压对SLM工艺Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

通过研究热等静压对SLM打印后Ti-6Al-4V合金的组织和性能,发现:在经过热等静压后,原始细针状相沿宽度和长度方向迅速长大,在长度方向逐渐被交错的α相截断,生长受到阻碍,而宽度方向继续生长,最终生长成为短棒状的α相。对打印后进行消除应力和HIP处理的试样,α相在长度方向保留去应力状态的形貌,而宽度略有增加。经过热等静压处理后,材料的屈服强度和抗拉强度会稍有降低,但延伸率也会同时提升。对比增加去应力的热等静压处理发现,中间增加一道去应力处理对材料力学性能没有明显影响。     

长时间热暴露对Ti-24Al-15Nb-1Mo合金组织和性能的影响

采用熔模精密铸造及热等静压技术制备Ti-24Al-15Nb-1Mo合金模拟件,然后在600、650、700℃大气氛围下,经过100、300、500 h热暴露,取样研究其微观组织和室温拉伸性能的变化。结果表明,在热暴露过程中,Ti-24Al-15Nb-1Mo合金的非平衡组织逐渐向平衡态转变,导致自身组织分解、析出、粗化等一系列的转变,从而对合金的力学性能产生较大影响。经热暴露后,其抗拉强度从863 MPa下降到最低742.7 MPa,塑性也有所下降,延伸率相对热等静压态的最大下降量为56%。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

挤压工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金棒材组织性能的影响

采用雾化粉末-冷等静压工艺和喷射沉积工艺制备快凝AlFeVSi合金坯料,通过透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等手段研究挤压温度、挤压变形系数以及加热时间等工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金组织性能的影响。选择合适的工艺参数,挤压制备了喷射沉积AlFeVSi合金棒材,并以快凝雾化粉末AlFeVSi合金挤压棒材为参考对象,对比分析了喷射沉积AlFeVSi合金棒材室温、高温拉伸力学性能。结果表明,挤压温度不宜高于500℃,否则棒材强度和塑性则会因有粗大块状θ-Al13Fe4相出现而急剧下降。喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材的抗拉强度和伸长率均随挤压变形系数增大而单调提高,当挤压比λ大于16后,抗拉强度和伸长率趋于稳定。选择合适的工艺参数(挤压温度480℃,加热时间3h,挤压比25),可以制备室温、高温力学性能良好的喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材。     

热处理对Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金组织和拉伸性能影响

利用光学显微技术(OM)和扫描电子显微技术(SEM)研究了Ti-3Al-2Fe-8V-1.5Mo合金在两相区和单相区固溶时效工艺下固溶温度、时效温度和时间对合金显微组织、拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明:该合金经过固溶时效处理后的显微组织主要由α相和β相组成。随固溶温度升高,初生α相(α_p)体积分数减小,次生α相(α_s)含量增加;在相同的固溶条件下,随着时效温度和时间延长,α_s相尺寸增大,晶界α相变宽。单相区固溶时效处理后,α_s相以一定的取向关系沿着晶界弥散析出。与两相区固溶时效相比,单相区固溶时效后析出的α_s相弥散度较高、尺寸较小,强化效果更明显。α_p和α_s相会影响合金性能,随固溶温度降低、时效温度和时间增加,合金强化效应减弱,但塑性提高。通过观察拉伸断口形貌发现:合金在两相区固溶时效后以韧性断裂为主,在单相区固溶时效后以延性沿晶断裂方式为主。     

锻造工艺对GH2909合金大规格棒材组织与性能的影响

对GH2909合金φ508mm真空电弧重熔锭采用不同的锻造工艺,经材上取样观察显微组织,检测室温、高温性能,棒材车光后超声波探伤检测,分析得出：4500吨快锻压机整支拔长＋两端打钳口＋中切分段＋采用漏盘分别两镦两拔＋1800吨一火精锻机成材,可使GH2909合金大规格棒材组织均匀细小;进而获得满足标准指标要求的良好的综合性能。