基于冷喷涂的多孔钛与钛合金的制备与表征

基于冷喷涂技术的优点,结合喷涂后热处理开发了一种新的多孔钛与钛合金制备工艺.研究了热处理对所制备多孔钛与钛合金块材的组织与结合强度的影响.结果表明,所得多孔块材的气孔率与粉末本身及喷涂条件有关,气孔率在10%～50%之间变化.热处理态的气孔率代表了冷喷涂制备块材的实际气孔率.所得多孔块材喷涂态的结合强度在10～30 MPa之间变化.热处理后粒子间接触界面通过扩散达到冶金结合,多孔块材的结合强度均明显增加(超过55 MPa).     

Characterization of Cold Spray Titanium Supersonic Jet

Titanium is widely used in aerospace, highly corrosive environments, and implants due to unique properties such as high strength to weight ratio and excellent corrosion resistance. Cold gas dynamic spray (cold spray) technology, in contrast to current fabrication technologies, has provided the potential for titanium to be utilized in broader industrial applications and at lower cost. Particle velocity is the most important parameter in the cold spray process that leads to successful deposition of titanium at supersonic speeds. In this study, particle image velocimetry (PIV) is utilized to characterize supersonic flow field for a commercially pure (CP) titanium powder. The results represent experimentally determined velocity for titanium particles under supersonic conditions with respect to propellant gas, spray temperature, and stagnation pressure. The high velocity flow region outside of the cold spray nozzle was significantly extended using helium. An increase in stagnation temperature results in a high velocity region close to the axis of the cold spray nozzle. In contrast, an increase in pressure expands the high velocity regions in the cold spray plume. The PIV that is a whole-flow-field process is a practical characterization technique for optimization of parameters and validation of the future models for the cold spray process.     

Ti-5553合金高温变形时动态再结晶行为

采用热压缩试验方法,对Ti-5553钛合金的动态再结晶行为进行研究。结果表明,在温度800～860℃、应变速率0.01～10s-1的范围内,Ti-5553合金在高温、低应变速率变形时,晶界弓出形核是其主要的动态再结晶形核机制;在低温、高应变速率、大变形量变形时,位错塞积形核是主要的动态再结晶形核机制。在非均匀变形的条件下材料产生绝热剪切现象,其形核主要以亚晶吞并长大形核机制进行。     

Deformation Mechanism and Microstructure Evolution of TLM Titanium Alloy during Cold and Hot Compression

研究了在应变速率0.001 s-1条件下,TLM钛合金在室温压缩和850 ℃热压缩的形变机理和组织演变规律。实验结果表明：TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下具有不同的形变机理和组织演变规律。在冷压缩过程中,TLM钛合金的形变特征主要是孪生、应力诱发马氏体转变及位错滑移;在850 ℃热压缩过程中,TLM钛合金的形变机理主要是位错滑移、动态回复和动态再结晶。在热压缩过程中,流变应力的软化过程与压缩过程中的动态回复和动态再结晶有关。TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下的抗压缩强度分别为975和40 MPa;相比冷压缩强度,TLM合金在850 ℃条件下的热抗压缩强度降低了96%     

304不锈钢表面冷喷涂TC4钛合金涂层性能研究

采用冷喷涂技术在304不锈钢表面制备了TC4钛合金涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4钛合金涂层致密性存在较为明显的梯度现象,靠近基体的涂层密度明显高于表面;涂层喷涂过程没有出现明显氧化现象,与基体的结合强度可达20 MPa左右;涂层的耐腐蚀性能优于304不锈钢,可大大提升不锈钢材料在海洋环境中的耐点蚀性能。     

纯钛带的冷轧生产工艺分析

介绍了山东钢铁莱钢集团公司根据纯钛带的不同特点、利用六辊可逆带钢冷轧机轧制纯钛带的冷轧工艺、退火工艺和平整矫直工艺,莱钢生产的冷轧钛带的表面质量和各项性能都符合标准,满足客户使用要求。     

新型冷轧辊热处理工艺的优化选择

通过大量的试验研究，对比分析了多种合金元素对不同成分冷轧辊淬火、回火后的硬度及晶粒长大倾向的影响，从而确定了新型冷轧辊钢的最佳热处理工艺参数，为研制新型深淬硬层冷轧辊钢提供了依据。     

热变形中TC18钛合金本构关系及第二类再结晶全图研究

分别反映金属流变应力特征和组织-变形关系的本构关系和第二类再结晶全图是TC18钛合金热加工工艺制订的关键数据。在Gleeble3800热模拟试验机上,对于TC18钛合金进行系列热压缩变形,其中,变形温度为790℃~900℃,应变速率为0.01s-1~10s-1,应变量为0.1~0.5。通过拟合Arrhenius式中α, n, Q, lnA与ε的六次多项式,建立了材料高温热压缩本构方程,热压缩流变应力预测值与实验值吻合良好;通过组织观察及α晶粒尺寸测算绘制出其各应变速率下的第二类再结晶全图。     

一种钛合金冷拉伸用润滑涂层研制

采用化学方法研制出1种新的冷拔用润滑剂涂层，该表面涂层与钛基材结合力强，表面呈灰色，主要成分为Na3TiOF5。该涂层与石墨乳和二硫化钼混合配套使用可大大减小拉伸摩擦阻力，提高钛材表面质量。     

Effect of Process Parameters and Heat Treatments on Properties of Cold Sprayed Copper Coatings

Cold gas dynamic spraying or cold spray is specifically suitable to obtain high-conductivity copper coatings for a variety of applications. Copper coatings at different coating parameters were deposited and subjected to various post treatments. The effect of process parameters and the treatment conditions on coating properties such as electrical conductivity, porosity, microhardness etc., was studied. The as-coated specimens exhibited low conductivities and conductivity was found to improve with heat treatment. Treatments were carried out in vacuum at different temperatures and for different durations and conductivities close to bulk annealed copper were achieved. Good correlation was observed between the conductivity, porosity and hardness of the as-coated and heat-treated specimens. Similar correlations were observed between conductivity-porosity and hardness-porosity of the coatings and the relative influence of cold work and porosity on coating properties was determined.     

不同疲劳载荷下工业纯钛再结晶热处理对疲劳裂纹扩展行为影响

本文开展热处理后工业纯钛TA2不同载荷水平下疲劳裂纹扩展实验,考虑裂尖塑性变形程度,研究疲劳裂纹扩展规律以及热处理状态对疲劳裂纹扩展不同阶段的适应性。结果表明,不同疲劳载荷下热处理对疲劳扩展速率产生不同的影响。A类加载热处理后的疲劳裂纹扩展速率下降是由于近门槛区有效载荷的降低,以及近门槛值的提高。B类加载下热处理对有效载荷以及裂尖塑性变形几乎没有什么影响。C类与D类加载下热处理后裂尖塑性变形受到限制,而导致疲劳裂纹扩展速率下降。     

TA15钛合金动态再结晶晶粒生长模型

从理论上分析TA15钛合金动态再结晶晶粒生长驱动力,提出动态再结晶晶粒生长等效反驱动力的概念。基于动态再结晶晶粒生长驱动力,建立（描述动态再结晶晶粒尺寸演变）的晶粒生长速率模型及晶粒尺寸模型。以TA15钛合金动态再结晶晶粒尺寸实验测定数据为例,采用遗传算法(GA)优化尺寸模型参数。结果表明,模型计算结果与实验数据能够达到较好的吻合,平均误差为7.4%。     

TB18钛合金热变形行为及动态再结晶机制

本文利用Gleeble 3800热模拟试验机和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了TB18钛合金在700℃~ 900℃、应变速率0.01~10 s-1时的热变形行为和动态再结晶机制。研究表明该合金的流动应力大小对应变速率和变形温度敏感。变形初期流动应力皆在达到峰值应力后快速软化,随后有不同程度的上升。通过数据回归得到了该合金在两相区和单相区的高温变形Arrhenius型本构方程,其变形激活能分别为340 kJ/mol和185 kJ/mol。其单相区的变形软化机制主要为β相的动态回复,两相区主要为β相的动态再结晶。结合了EBSD技术,金相观察和流变曲线特点的分析表明,在高变形温度,低应变速率时（900℃,0.01s-1）主要以几何动态再结晶（GDRX）为主。在温度较低,或变形速率较高下,变形初期发生不连续动态再结晶（DDRX）,应变增大后发生连续动态再结晶（CDRX）。     

GH738合金冷变形及中间退火再结晶行为研究

通过光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、显微硬度计等手段,系统研究了GH738合金不同冷轧变形量后中间退火组织演变规律。研究表明:变形量是影响加工硬化的主要因素;经过不同冷轧变形后,1000℃退火奥氏体未发生再结晶;在1040～1080℃进行退火处理,可得到均匀细小的等轴晶。建立了GH738合金冷加工本构方程和再结晶晶粒长大方程。     

原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响

研究了原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响。结果表明,具有淬火马氏体组织的TC11合金在650℃,65×10-4/s-1条件下压缩变形应变量达12后,就会获得等轴均匀的亚微米晶组织,平均晶粒尺寸约为021μm;单一的马氏体组织比两相交替分布的片层组织更有利于超细晶的形成,但原始组织结构的差异对最终形成的超细晶组织的晶粒尺寸几乎没有影响。     

钛及高温合金的冷炉床熔炼

综述了冷炉床熔炼的发展历史、特点、炉子的结构和工作原理以及电子束和等离子体两种熔炼方式用于熔炼纯钛和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ的各自优点。     

镁合金表面冷喷涂铝涂层的热处理研究

使用冷喷涂方法在铸态AZ91D镁合金基体上沉积了纯Al涂层,所得涂层组织致密,厚度均匀,与基体结合良好,孔隙率小于1%.随后用机械减薄的方法使Al涂层的厚度减薄到135 μm,对减薄后的试样在真空加热炉中分别进行了400℃×20 h和400℃×40 h的热处理.结果显示随着保温时间的延长,Al涂层全部转化为较高硬度和较...     

热处理工艺参数对交替变形的钛板接头组织的影响

通过热处理工艺参数的变化,研究了变形的纯钛板接头组织及晶粒度变化规律.结果表明,弯折压平交替变形后,随热处理温度的升高,再结晶形核率增加.720℃下经0.5 h保温后,晶粒细化效果明显,焊缝和母材的晶粒度级差可减小到0.5级;弯折与压平交替变形的循环次数不宜过多,达到某一数值后,并不能提高晶粒度级别;应在较低的温度下进行不超过1h保温、空冷热处理.     

Investigation of Cold Rolling Texture and Recrystallization Texture in NiW Substrates

NiW alloys were fabricated by cold isostatic pressing, the W content being 5, 7 and 9.3 at%, respectively. The NiW substrates were obtained by rolling assisted biaxially texturing. The cold rolling and recrystallization textures of NiW substrates were systematically studied by X-ray and EBSD, which revealed a variation of rolling texture in NiW substrates with increasing W content, which also influenced the copper (C) type and brass (B) type texture, as well as the transition between them. In addition, the ...     

冷加工态Ti6Al4V合金的回复和再结晶行为研究

对冷拉拔变形量为60%的钛合金进行700～880℃,1～240min再结晶退火,利用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等手段分析不同状态下的组织演变、织构组成和位错组态。结果表明:冷变形后的Ti6Al4V合金经完全再结晶后α晶粒呈等轴状,β相在α相周围以条状沿α晶界析出或以小晶粒形式存在。计算表明,经60%冷变形量的钛合金再结晶激活能为107kJ/mol,较相同变形量的纯钛再结晶激活能高约50%。钛合金的再结晶分为回复、形核和晶核长大阶段,包括位错胞向亚晶转变、回复亚晶通过合并或长大形核、形核诱导高角度晶界形成而长大成新晶粒。经过冷拉拔后的丝材,存在着较强的100织构,而在再结晶过程中,沿100方向上产生的回复亚晶优先形核并长大形成新的晶粒。这导致在初始再结晶阶段,再结晶织构与冷变形织构取向一致,而在晶粒长大阶段,原先取向不利的晶粒吞并周围小晶粒长大,形成新的织构组元使原来的织构被弱化。