冷变形及时效对新型β钛合金组织性能的影响

对两种新型β钛合金采用不同的变形量冷轧,并在650 ℃时效不同时间后,对其组织和性能进行了研究。结果表明,随着冷轧变形量的增加,组织产生大量的位错、孪晶等晶体缺陷和应力诱发马氏体转变,β钛合金的硬度增加。β钛合金经过30%和40%冷轧,650 ℃时效9 h时,其硬度、强度达到最大值,此时析出的次生α相数量最多、最弥散,强化效果最好。Ti-3573和Ti-3873合金经50%冷轧,分别时效6 h和3 h时,因变形量增大,晶体缺陷增多,在时效过程中次生α相在缺陷处优先形核,其硬度、强度达到峰值。Ti-3873合金因富含较多的β稳定元素,其性能优于Ti-3573合金。     

热处理对TC18钛合金组织的影响

研究了TC18钛合金经锻轧后棒材的近β热处理和双重退火热处理对合金组织的影响。结果表明,经过近β热处理的试样组织为三态组织或者网篮组织,双重退火试样的组织多为等轴组织;高温退火温度不仅控制α相的颗粒大小,也控制α相的形态。随着中低退火温度的提高,初生αp相含量变化不明显或略有减少,从基体上析出的次生αs相弥散度提高,且有合并长大的趋势;随着保温时间的增加,α相快速长大。     

时效温度对一种新型β钛合金组织演变及力学性能的影响

采用d-电子合金设计法设计了一种β钛合金,Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe(wt.%)。在450℃~600℃范围内选取了多个时效温度进行时效处理,以研究时效温度对该合金组织演变及力学性能的影响。结果表明,当时效温度为500℃时,在ω辅助形核机制作用下,形成了尺寸和相间距更小的次生α相,在此细小的次生α相对β基体的强化作用下合金抗拉强度达到最大值,为1510MPa;同时,由于晶界α相的析出以及晶界无析出区的形成,导致合金的塑性极差,伸长率仅为4.6%。随着时效温度的升高,晶内细小的次生α相粗化。粗大的次生α相导致其相间距增大,并使可有效阻碍位错运动的α/β相界面减小。时效温度的升高使合金强度降低,但合金塑性提高。当时效温度升高至600℃,在β晶界处形成了向晶内平行生长的板条状次生α相,同时β晶粒内次生α相间距增大,使合金塑性明显提高,伸长率可达12.2%。     

双重时效处理对β21S钛合金棒材组织性能的影响

研究了双重时效处理β21S钛合金棒材的显微组织及性能。结果表明,β21S钛合金时效时首先在晶粒内部析出α相,首次时效处理的温度及时间对析出相的影响较大。540 ℃×20 min和550 ℃×10 min首次时效处理获得了较为均匀和数量相当的析出相,首次时效后再进行510 ℃常规时效,试样的抗拉强度未明显降低,但伸长率比单次固溶时效提高2%以上。相同双重时效制度下,固溶温度升高,抗拉强度增大,伸长率减小。双重时效处理对剪切性能的影响不大。     

时效温度对Ti1023和Ti5553合金a相析出行为与力学性能的影响规律

本文研究了Ti1023和Ti5553钛合金经过固溶与低温时效处理(ST-SQA)获得的微观组织和析出硬化行为。采用扫描电镜和透射电镜观察了不同温度时效处理后α相的析出形貌以及分布特点,统计了时效析出次生α相的析出密度和宽度随时效温度的变化情况,并测试了合金的维氏硬度。结果表明： Ti1023合金时效处理时次生α的析出温度低于Ti 5553合金。Ti1023合金在300℃时效时α相已经析出,400℃时α相析出密度到达峰值;Ti5553合金在450-500℃时效α相开始析出,在550℃时效α相的析出密度达到峰值。Ti1023合金硬度随着时效温度的增加先升后降,400℃时效硬度最高;在相同的时效温度范围,Ti5553合金硬度变化出现双峰规律,硬度峰值分别对应于350℃和550℃时效温度。两种合金的硬度变化规律源于合金时效中第二相的析出行为：时效温度低于400℃,Ti1023合金的硬度取决于α相和?相,而Ti5553合金的硬度取决于?相;温度高于400℃,两种合金的硬度主要取决于次生α相的数量与尺寸。     

淬火、时效温度对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过对TCA钛合金进行两相区淬火+时效处理,观察分析了不同工艺处理后的显微组织,并进行了拉伸、冲击试验,探讨淬火、时效温度对其组织和力学性能的影响.结果表明,合金的显微组织随淬火温度和时效温度升高粗化.合金强度随淬火温度升高先增加后降低,合金的塑性、冲击韧性随淬火温度升高不断降低;在相同淬火温度下,合金的强度随时效温度升高而降低,合金的塑性、冲击韧性随时效温度的升高先增加后降低.     

双重退火对TC18钛合金等温锻件组织性能的影响

研究了双重退火时不同的退火温度对TC18钛合金等温锻件组织性能的影响。结果表明:随着高温退火温度的升高,初生α相含量明显减少,次生片状α大量增加,合金的强度提高,塑性降低。随着低温退火温度的升高,细小弥散的次生α相不断长大粗化,合金强度不断降低。TC18钛合金等温锻造后采用830℃×2h,炉冷至750℃×2h,空冷+570℃×4h,空冷的双重退火工艺时,可得到较佳的显微组织和良好的综合性能。     

锻造温度对TC31钛合金组织及性能的影响

针对TC31钛合金高筋薄腹板锻件,在α+β相区进行不同温度下的锻造试验,获得了不同锻造温度下的TC31钛合金强度和显微组织形貌,结果表明:TC31钛合金在Tβ-50℃到Tβ-20℃温度区加热锻造得到的显微组织均为α+β双态组织,拉伸性能满足技术条件要求,其中在Tβ-35℃拉伸性能最优.     

时效温度对激光选区熔化TC21钛合金微观组织及硬度的影响

SLM成形TC21钛合金经不同温度时效处理后进行显微组织观察和硬度测试,较为系统地探究了时效温度对其组织和硬度的影响。结果表明,时效温度较低时,随着温度的升高,次生α相呈弥散针状析出,且随着温度升高弥散度增大,同时β析出相体积分数也随着温度的升高而增加。时效温度过高时,次生α相粗化,形成尺寸较大的片状α相,强化效果下降。当时效温度为450 ℃时,所得SLM成形TC21钛合金的显微组织最为弥散、均匀,硬度达到最大值575 HV5,较熔凝态硬度提高43.3%。因此,时效温度应控制在450 ℃。     

C添加对近β钛合金显微组织及性能的影响

研究了在不同热处理条件下C元素的添加量对近β钛合金Ti-4Al-5Mo-8V-2. 5Cr-1Sn-2Zr微观组织及力学性能的影响。结果表明:C元素添加对近β钛合金在不同热处理条件下的微观组织均有显著影响。C元素添加会导致β晶粒的细化,当C元素添加量由0%(体积分数,下同)增加到3%时,固溶处理后合金的β晶粒尺寸由137μm降低至25μm,且尺寸更加均匀。当C元素添加量持续增加时,β晶粒开始长大。经时效处理后,随着C元素添加量的增加,次生α相尺寸和体积分数均减小。相比于单级时效,双级时效呈现出更多的次生α相。此外,单级时效后晶界处的次生α相会随着C元素添加量的增加而逐渐消失。由于受晶粒细化、TiC颗粒和次生α相的影响,随着C元素添加量的增加,合金的显微硬度和拉伸强度明显提高,塑性降低。     

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...     

时效对热旋压TC11钛合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等研究了时效对双重退火态TC11钛合金原料热旋压成型后的显微组织和力学性能的影响,并确定了最佳的时效温度范围.结果表明,与双重退火态TC11钛合金原料相比,热旋压后的抗拉强度提高了近17％,硬度提高了约8 HRC,再经560℃ ×3 h时效后,抗拉强度由1195 MPa...     

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。     

不同冷速对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金进行了不同冷速的热处理,得到了不同层次（晶粒、丛域、片层）的显微组织,建立了以片层组织尺寸为基础的Hall-Petch关系。结果表明：随着冷却速率的增加,片层细化,对应的屈服强度和抗拉强度逐渐升高,塑性逐渐降低。片层尺寸和力学性能之间较好地吻合Hall-Petch关系,是影响力学性能的主要特征参量。     

加工工艺对TC4-DT合金组织和性能的影响

研究不同锻造工艺(三火次镦拔、五火次镦拔、五火次镦拔+中间β均匀化处理)对TC4-DT钛合金显微组织和力学性能的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和力学性能的关系.结果表明,与常规锻造和常规均匀锻造相比,采用常规均匀锻造+β均匀化处理(C工艺)的组织在普通退火后具有与力学性能的最佳匹配,并且在后续的变形过程中,随着变形量增大,C工艺由于畸变能以及再结晶的作用产生了许多细小的等轴组织,因此采用C工艺具有细化晶粒的作用,对提高合金的整体性能有益.     

时效时间对FeNiCoAlNbB合金组织和性能的影响

以Fe_39.35Ni₃₀Co₁₈Al_10.5Nb₂B_0.15形状记忆合金为研究对象,运用X射线衍射仪、扫描电镜、压力试验机、金相显微镜和能谱仪研究了时效时间对合金组织结构和性能的影响。结果表明,随着时效时间的增加,γ'相和B2相相继析出,γ'相的析出强化了奥氏体母相,B2相的析出降低了合金的塑性。从伪弹性曲线可以看出,在873 K温度下时效时,随着时效时间的增加,合金的抗压强度、可恢复应变和维氏硬度均随着时效时间的增加呈现先增大后减小的趋势,而合金的最大应变则随时效时间的增加先快速后缓慢增大。时效时间为60 h时,合金的抗压强度、可恢复应变及硬度均达到最大值,分别为1239.05 MPa、10.76%、496 HV10,合金的残余应变相对最小。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

显微组织对TA11钛合金棒材力学性能的影响

通过对TA11钛合金不同组织状态的棒材进行组织、性能检测分析,研究了初生α相含量和尺寸对TA11钛合金室温拉伸性能、热稳定性能、蠕变性能的影响。研究结果表明,初生α相含量对TA11钛合金的拉伸性能影响较小,但对合金的抗蠕变性能影响明显:初生α相含量在50%~90%范围内时,合金的室温拉伸性能、热稳定性能随初生α相含量的增加变化不明显,抗蠕变性能随初生α相含量的增加而提高;初生α相尺寸对TA11钛合金的拉伸性能、蠕变性能具有一定的影响,随着组织粗大程度的增加,拉伸强度降低,抗蠕变性能提高。     

热变形温度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了热变形温度从(tβ-25℃)～(tβ 20℃)变化时,对TC18钛合金模锻件显微组织和拉伸、冲击、断裂韧度等主要力学性能的影响.结果表明:合金强度随变形温度升高变化不大,均在1 200 MPa左右;而塑性、冲击韧性以及断裂韧度等性能指标对热变形温度变化反应敏感;两相区变形时获得双态组织,合金的塑性和冲击韧性较高,ψ≥40%,aKU≥40 J/cm2;但断裂韧度偏低,KIc＜50 MPa·m1/2.β区变形时获得片状组织,合金具有较高的断裂韧度,KIc＞50 MPa·m1/2;但塑性和冲击韧性较低,ψ≥20%,aKU≥25 J/cm2.在相变点附近变形时容易导致合金组织和性能出现不均匀性.