7055-T7951铝合金热轧厚板微观组织及非均匀力学行为研究

本文对工业级7055-T7951铝合金热轧厚板的合金成分、室温拉伸性能、显微组织以及织构特征等进行了实验分析,对该板材的微观组织状态、力学性能各向异性与织构特征关系进行了详细研究,结果表明：该板材镁元素含量总体处于下限水平,难溶的合金化合物很少,晶内的析出相主要为h＇相和少量的h相,材料处于轻微过时效状态。板材存在明显的力学性能各向异性,沿轧制方向及横向的屈服及抗拉强度相近且明显优于与轧制方向呈45°方向上的指标。板材中心层各方位上的强度指标均优于表层对应方位上的指标,并且中心层的力学性能各向异性强于表层。该板材中心层有较为强烈的轧制类织构Brass和S,而表层则是以再结晶织构R为主。基于施密特定律研究了板材不同厚度层不同拉伸方向上平均屈服强度与施密特因子间的定性关系,探讨了织构特征对热轧厚板非均匀力学行为的影响规律。     

汽车用6061铝合金板轧制变形组织及力学性能分析

通过显微组织观察、拉伸性能测试、应力分布分析研究了6061铝合金板材在厚度上显微组织、织构及其力学性能的关系。结果表明:在板材厚度上形成不均匀组织,表层存在许多亚晶;在1/4层形成大尺寸再结晶晶粒;中心层晶粒数量显著增加。从板材的表层到中心层,屈服强度与抗拉强度先减小后增大,并且在1/4层位置达到最小。从心部到表层,轧制织构比例不断减小,剪切织构在1/4层最高,厚板中心层再结晶织构很低。第1道次轧制在5s时被咬入轧辊,此时每层都受到正剪切应力,同时1/4层受到的剪切应力高于表层;当轧制道次增加后,板材厚度降低,每层剪切应力都发生小幅变化。     

2297-T87铝合金厚板力学性能的各向异性与厚向不均匀性

通过拉伸试验、金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析研究了85 mm厚的2297-T87铝合金厚板力学性能的各向异性与厚度方向的不均匀性。结果表明:在2297-T87合金厚板L方向上力学性能沿厚度层呈不均匀性,从表层到中心强度逐渐提高,而LT方向性能变化不明显;织构沿厚度方向分布不均匀,厚板中心主要是β纤维成分和部分的Goss织构;而表层除了少量变形织构,还存在再结晶织构;T/8厚度为大量的剪切织构;T/4厚度层是一个过渡层,同时存在少量再结晶织构、剪切织构和β纤维。同一厚度层不同方向的力学性能各向异性较为明显,强度和塑性的变化趋势一致:LLTST。这种各向异性与晶粒结构和第二相粒子有关。     

TA32钛合金板材在热拉伸变形过程中显微组织、力学性能与织构的关系（英文）

研究TA32钛合金板材在800°C热拉伸变形过程中显微组织、力学性能和织构之间的关系。在实验中,原始板材表现出较低的流动应力和良好的塑性,随着热处理温度的升高,材料的抗拉强度增加,伸长率降低。TA32钛合金的变形机制是以大角晶界滑移为主,并通过位错运动协调变形。热处理试样中晶粒粗化和位错湮灭削弱材料的变形能力,从而导致流动应力的增加。基于高温蠕变方程,建立显微组织与流变应力的定量关系。TA32合金的晶粒影响因子和α相强度系数分别为1.57和549.58MPa。通过综合相应的相体积分数和晶粒尺寸可以准确预测材料的流动应力。此外,TA32合金的变形行为还与α相晶粒的取向相关,其主要滑移方式为柱面a滑移系的开动。热处理试样中近柱面织构的减少同样导致材料强度的提高。     

热处理工艺对TA17钛合金板材组织与性能的影响

文章实验研究了热处理工艺对TA17钛合金板材显微组织与室温力学性能的影响。结果表明:TA17钛合金板材经过不同温度热处理时,合金板材的显微组织由等轴球状α相+晶间β相构成。随着温度升高,合金中的初生α相含量显著减少,并逐渐趋于等轴化,β相和次生α相的体积分数逐渐增大。在740780℃范围内热处理,强度与塑性匹配最好,得到的TA17钛合金板材综合力学性能最优。     

2297-T87合金厚板力学性能的各向异性与厚向不均匀性

通过拉伸实验、金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜观察研究了85 mm厚的2297-T87合金厚板力学性能的各向异性与厚度方向的不均匀性。结果表明：在2297-T87合金厚板L方向上力学性能沿厚度层呈不均匀性,从表层到中心强度逐渐提高,而LT方向性能变化不明显;织构沿厚度方向分布不均匀,厚板中心主要是β纤维成分和部分的Goss织构;而表层除了少量变形织构,还存在再结晶织构;T/8厚度为大量的剪切织构;T/4厚度层是一个过渡层,同时存在少量再结晶织构、剪切织构和β纤维。同一厚度层不同方向的力学性能各向异性较为明显,强度和塑性的变化趋势一致：L>LT>ST。这种各向异性与晶粒结构和第二相粒子有关。     

7050铝合金厚板织构、拉伸性能及断裂韧性的不均匀性

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、常温拉伸和紧凑拉伸实验,对120mm厚的7050铝合金板材的织构分布、拉伸性能及断裂韧性进行分析。结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织、织构、强度及断裂韧性呈不均匀分布;在同一厚度处,合金的强度和断裂韧性具有明显的各向异性;由板材表层到中心,粗大第二相及再结晶晶粒尺寸逐渐增大;板材表层的织构主要由剪切织构{111}110和立方织构Cube{001}100组成,中心主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,1/4厚度处是过渡层;由板材表层到中心,轧向及长横向强度呈不均匀变化,板材中心处强度比表层的小;板材同一厚度处,强度和断裂韧性具有明显的各向异性,轧向强度大于长横向和短横向强度,L-T取向的断裂韧性大于T-L取向和S-L取向的断裂韧性;L-T取向的断裂方式主要是穿晶断裂,S-L取向的断裂方式以沿晶断裂为主,T-L取向是混合型断裂,其穿晶断裂比例比L-T取向的穿晶断裂比例小,沿晶断裂比例比S-L取向的沿晶断裂比例小。     

不同厚度7050铝合金[增]板材的组织与性能

利用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和紧凑拉伸实验对4种不同厚度的7050铝合金板材的显微组织、拉伸性能和断裂韧性进行分析。结果表明：7050合金板材中粗大第二相主要为Al7Cu2Fe相和Al2CuMg相,晶粒组织为不完全再结晶组织;从表层到心部第二相粒子数量增加,尺寸增大,分布变集中,再结晶比例逐渐降低;板材厚度增加,第二相粒子数量增加,尺寸增大,再结晶比例降低,但再结晶晶粒和亚晶尺寸逐渐增大。因此,厚度方向表层到心部,板材的强度和断裂韧性逐渐降低。此外,强度和断裂韧性具有一定的各向异性,同一厚度处L向的强度高于LT向和ST向,L-T向的断裂韧性大于T-L和S-L向。板材厚度增加,强度和断裂韧性降低,并且不同方向的性能差异增大。因此,板材厚度越大,越不利于获得均匀的组织和性能。     

不同厚度7050铝合金板材的组织与性能

利用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和紧凑拉伸试验对4种不同厚度的7050铝合金板材的显微组织、拉伸性能和断裂韧性进行分析。结果表明:7050合金板材中粗大第二相主要为Al_7Cu_2Fe相和Al_2CuMg相,晶粒组织为不完全再结晶组织;从表层到心部第二相粒子数量增加,尺寸增大,分布变集中,再结晶比例逐渐降低;板材厚度增加,第二相粒子数量增加,尺寸增大,再结晶比例降低,但再结晶晶粒和亚晶尺寸逐渐增大。因此,厚度方向表层到心部,板材的强度和断裂韧性逐渐降低。此外,强度和断裂韧性具有一定的各向异性,同一厚度处L向的强度高于LT向和ST向,L-T向的断裂韧性大于T-L和S-L向。板材厚度增加,强度和断裂韧性降低,并且不同方向的性能差异增大。因此,板材厚度越大,越不利于获得均匀的组织和性能。     

不同轧制厚度TC4钛合金板材的组织与性能

选取4种不同厚度的TC4钛合金轧制板材,利用金相显微镜以及力学性能试验,对其进行金相组织和力学性能研究。结果表明：经轧制及退火后的TC4钛合金板材的组织为α相与残余β相组成的混合组织,α相的形貌呈现出线条状、等轴状以及细小团状等特征;TC4钛合金板材强度总体呈现出随着厚度的增加先降低再趋于稳定的趋势,而塑性呈现出先升高再趋于稳定的趋势;当厚度为0.8 mm时,TC4钛合金板材的强度最大,抗拉强度为1075 MPa、屈服强度为1027 MPa,且4种规格TC4钛合金板材经轧制退火后沿RD与TD方向的强度与塑性均有一定差值;不同规格TC4钛合金板材拉伸后的微观断口形貌均以韧窝为主,其中厚度为0.8 mm的TC4钛合金板材沿TD方向的断口形貌中除具有韧窝形貌外,还具有一定数量的小平面,韧窝内部存在大量、特别细小的微裂纹。     

7056铝合金厚板组织和性能研究

通过金相显微镜、透射电镜和扫描电镜观察及x射线衍射织构测量与拉伸实验,研究了40mm厚7056合金厚板热轧态与时效后不同厚度层微观组织与力学性能。结果表明：热轧态厚板不同厚度层的组织有很大差别,表层第二相弥散,尺寸相对较小,中心层有粗大的第二相,分布集中。从表层到中心层,剪切织构减少,中心层变形织构最多,不同厚度层立方织构差别不大。固溶后表层再结晶织构增加,剪切织构减少,中心层变形织构增强。固溶时效后表层与中心层晶内均出现大量均匀细小的η’相,晶界处都出现不连续析出相与一定宽度的无沉淀析出带。40mm厚板(7056合金)最优固溶制度是470℃/3h,时效后表层屈服强度为605MPa,抗拉强度达628MPa;T/4层屈服强度626MPa,抗拉强度达643MPa;中心层屈服强度623MPa,抗拉强度达639MPa。     

冷轧对CT20钛合金微观组织和力学性能的影响

选取通过轧制工艺制备的四种不同厚度的CT20钛合金板材，采用多种技术对其微观组织进行表征，测试板材的硬度以及沿轧件的轧制方向(RD)和横向方向(TD)拉伸的力学性能，分析微观组织与力学性能之间的内在联系。结果表明：在冷轧过程中，高密度的位错触发了合金的非晶化转变，变形量的增大使α相沿RD伸长，β相和β_t组织破碎。位错和亚结构数量的提高不仅使合金硬度上升，而且使RD和TD的拉伸强度增大，伸长率下降。RD的断裂类型属于韧性断裂，TD的断裂类型属于韧脆混合型断裂。在冷轧过程中，基面滑移和柱面滑移共同参与织构的演变，由此形成的织构取向对板材RD和TD两方向的滑移行为和力学性能产生了重要影响；同时，由于位错在RD和TD两方向上的滑移距离不同导致不同的加工硬化阶段。     

不同状态的Ti65钛合金板材各向异性的研究

利用单向拉伸分别测试了高温Ti65钛合金板材原始态、时效态和热变形条件下强度的各向异性,并通过光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)观察了各状态的微观组织。结果表明:原始态Ti65钛合金板材RD方向具有最高强度,45°方向的强度最低,主要原因是含有沿着RD方向被拉长的α相和较强的晶体学织构:(0001)//RD-TD面和<01■0>//RD的轧制织构。经过790℃的时效后,因为α相发生了一定的粗化,纤维组织弱化导致Ti65板材TD方向拥有最高强度。在790℃中热抗拉强度大幅度降低,且各向异性发生明显变化,TD方向强度明显高于其它2个方向,主要因为α相中各滑移系的临界剪切应力随温度的升高而大幅度降低,且不同滑移系的降幅不同。另外高温变形中存在着更强的回复和再结晶。断口观察发现,室温下Ti65钛合金板材断裂机制是以韧窝为主的韧性断裂,而790℃的断裂是由分散的微孔洞相互连接的断裂机制。     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

激光沉积TA15钛合金退火处理工艺及网篮组织变形机制研究

以TA15钛合金球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TA15钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了α+β两相区退火处理对TA15钛合金室温拉伸性能和显微组织的影响,并对网篮组织在拉伸过程中的变形机制进行讨论。结果表明：经α+β两相区不同温度退火后,显微组织为网篮组织或近网篮组织,退火温度对α相的形貌尺寸具有明显影响;退火后力学性能仍表现出方向上的各向异性：沉积方向上强度较低,塑性较好,而垂直沉积方向上强度高,塑性较差;粗大的层间区组织滑移变形具有“开路”作用,而柱状晶晶界对α相的滑移产生一种“固定”作用;显微硬度值随退火温度升高变化不大,显微硬度值受α相含量影响;网篮组织中的α片层组织在应力的作用下由原来近似正交方向逐渐向近似平行于应力方向变形,α片层组织的交错排列导致滑移变形时互相产生阻力;α+β两相区退火处理后的两种方向上断口形貌相似,断裂方式相同,均为韧性断裂。     

激光沉积TA15钛合金退火处理工艺及网篮组织变形机制

以TA15钛合金球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TA15钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了α+β两相区退火处理对TA15钛合金室温拉伸性能和显微组织的影响,并对网篮组织在拉伸过程中的变形机制进行讨论。结果表明:经α+β两相区不同温度退火后,显微组织为网篮组织或近网篮组织,退火温度对α相的形貌尺寸具有明显影响;退火后力学性能仍表现出方向上的各向异性:沉积方向上强度较低、塑性较好,而垂直沉积方向上强度高、塑性较差;粗大的层带区组织滑移变形具有"开路"作用,而柱状晶晶界对α相的滑移产生一种"固定"作用;显微硬度值随退火温度升高变化不大,显微硬度值受α相含量影响;网篮组织中的α片层组织在应力的作用下由原来近似正交方向逐渐向近似平行于应力方向变形,α片层组织的交错排列导致滑移变形时互相产生阻力;α+β两相区退火处理后的2种方向上断口形貌相似,断裂方式相同,均为韧性断裂。     

TC4钛合金宽幅厚板材组织结构、织构及疲劳性能研究

针对工业化生产工艺条件下的TC4钛合金宽幅、厚板材(δ150 mm),研究了板材边部、1/4板厚和心部位置微观组织结构、织构分布特点、疲劳性能及其疲劳断口特征。结果表明:TC4厚板材不同部位显微组织呈现初生α相+β转的双态组织形貌,由边部到心部,初生α相由等轴趋于等轴+条状形态,相比较边部,越靠近中心,初生α相形态趋于平行于轧面且初生α相尺寸相对较大;同一板厚不同位置α相微区织构明显不同,边部主要含有{3213}、{2130}弱织构组分,1/4板厚位置主要含有{0221}、{1011}和{1215}织构组分,心部主要含有{1100}、{1010}和{1430}强织构组分;板材边部疲劳极限为605 MPa、1/4板厚位置疲劳极限为440 MPa、心部疲劳极限为440 MPa。板材边部位置疲劳性能明显优于1/4板厚位置和心部位置,疲劳极限相差约165 MPa。疲劳试样断口由裂纹源区Ⅰ、裂纹扩展区Ⅱ和瞬断区Ⅲ3个不同区域组成。随着应力强度的降低,裂纹扩展区面积呈逐渐增加的规律。     

显微组织对AA2050-T84铝锂合金拉伸性能的影响

从显微角度研究80 mm厚(t)2050铝锂合金板材在150℃时效后显微组织对其拉伸性能的影响.采用扫描电子显微镜、光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对合金表层(t/6)、中间层(t/3)和中心层(t/2)进行观察.结果表明,合金晶界第二相、析出相和织构随厚度位置的变化而出现差异.在欠时效到峰时效过程中,该合金沿...     

Ti80合金中厚板沿厚度方向组织与性能的不均匀分布

研究了Ti80合金中厚板沿厚度方向组织与性能分布的不均匀性。结果表明,热轧态Ti80合金中厚板表层晶粒被充分拉长破碎,且越靠近中心,晶粒破碎程度越低,等轴α晶粒越多。退火后板材表层具有较多的等轴α以及晶界α相,α片层组织比例较小,随着厚度加深,等轴α以及晶界α相数量逐渐减少,α片层比例明显增加,并在中心层达到最大。退火后Ti80合金中厚板表层与心部性能差异明显,表层强度及伸长率都要高于中心层,而中心层冲击性能要明显优于表层。     

TC4/TA15异种钛合金激光焊焊缝的显微组织和高温力学性能（英文）

研究不同焊接工艺参数条件下TC4/TA15异种钛合金激光焊接接头的显微组织和高温力学性能。结果表明:TC4/TA15异种激光焊焊缝熔合区由含针状α'马氏体的粗化β柱状晶组成,热影响区主要由初始α相和β转变相组成,TA15侧热影响区的宽度窄于TC4侧热影响区的宽度。TC4/TA15异种接头的屈服强度和抗拉强度随温度的升高而降低,高温拉伸强度从高到低的顺序为TA15母材异种接头TC4母材,800°C时塑性变形程度最高。TC4/TA15异种接头横截面的最高显微硬度位于焊缝中心,热处理后接头的显微硬度整体降低,但硬度分布特征未发生改变。异种接头的高温拉伸断裂均发生在TC4母材侧,并在拉伸过程中发生明显颈缩,微观断口呈现韧性断裂特征。