TC11钛合金双重热处理工艺设计

TC11是α+β型热强钛合金,使用温度达500℃,但在现有的热处理工艺条件下综合力学性能差。鉴于此,本文设计了双重热处理工艺,采用Image-Pro Plus软件对热处理后的组织进行定量表征,揭示了不同参数对组织的影响规律,并结合力学性能测试结果进行了工艺优化。     

TC11钛合金表面微凹坑织构皮秒激光加工工艺

目的研究皮秒激光加工工艺参数对微凹坑形貌的影响规律。方法采用FSLAB-50-05激光器搭建的激光器平台对TC11钛合金工艺试样进行表面微加工,通过WYKO—NT1100型表面三维形貌测试仪获得表面微凹坑织构形貌,分别记录微加工后的二维与三维形貌图,应用单因素法分析激光重复频率、激光持续时间和激光功率对微凹坑形貌的影响规律。结果在激光功率为10 W、激光持续时间为0.12 ms的前提下,当激光重复频率由50 k Hz增加到250 k Hz时,微凹坑的直径和深度均呈现出先增大后减小的趋势;在激光功率为10 W、激光重复频率为300 k Hz的前提下,当激光持续时间由0.02 ms增加到0.10 ms时,微凹坑直径和深度均随着激光持续时间的增加而变大;在激光重复频率为300 k Hz、激光持续时间为0.12 ms的前提下,当激光功率由4 W提升至12 W时,微凹坑的深度随着激光功率的增大而增大,而宽度先增大后减小。结论皮秒激光微凹坑织构较佳的工艺参数范围为:激光重复频率150~200 k Hz,激光持续时间0.04~0.06 ms,激光功率8~10 W。     

TC6钛合金焊接工艺

根据TC6钛合金组件的焊接和应用,研究了TC6材料的焊接工艺性。分别从组件的结构和技术要求、TC6钛合金的成分方面分析了TC6的焊接性,并对比试验了两种不同的焊接工艺方案获得的焊接接头。结果表明:采用焊前预热和焊后热处理的焊接工艺方案所获得的焊接接头比不采用以上措施获得的焊接接头更为合理,应用更安全、可靠。     

TC11钛合金棒料缺陷分析

某批?120 mm TC11钛合金棒料超声波检测时发现有缺陷。采用X射线检测、金相检验、微区成分分析和显微硬度检测等分析了缺陷的性质和产生原因。结果表明：缺陷为细长条高密度Mo夹杂物,与基体冶金结合,且有元素扩散。缺陷的产生可能是一次锭装炉过程中,底部与铸锭存放区的钢板接触,导致外来金属附着在其端部,随后在对焊过程中进入铸锭。     

中温高强TC11和TC19钛合金锻件组织与性能研究

针对航空发动机压气机整体叶盘等部件所使用的TC11、TC192种中温高强钛合金锻件，基于其各自典型使用状态，开展了组织形貌和不同条件下拉伸性能、冲击韧度以及保载/无保载条件下低周疲劳性能的对比分析研究。结果表明：TC11钛合金锻件呈现典型的双态组织，TC19钛合金锻件呈现全片层网篮组织；TC19钛合金锻件在100～400℃下的拉伸强度明显优于TC11钛合金锻件。TC19钛合金锻件的高温缺口冲击韧度值明显高于TC11钛合金锻件，在100℃和855 MPa峰值应力载荷下，TC19钛合金锻件的保载和无保载疲劳寿命均明显高于TC11钛合金锻件，且2种合金均存在一定的保载效应。     

TC6钛合金的宏观偏析分析

介绍了在光学显微镜下某些TC6钛合金棒上白亮块的各种形貌,测定了不同形貌白亮块的显徽硬度,并用电子探针进行了鉴别,分析了产生宏观偏析的原因。     

TC2钛合金大规格热轧板材的研制

采用新的热轧工艺方法,轧制出了宽幅大规格TC2钛合金板,系统地研究了不同热轧工艺对TC2钛合金板组织和力学性能的影响。结果表明:在两相区热轧的大规格TC2合金板具有细小、均匀的等轴组织。采用新的热轧工艺可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配,横、纵向性能均匀一致,利于后续板材加工成形。     

损伤容限型TC21钛合金切削加工工艺研究概述

为克服TC21钛合金切削加工难题,促进其在航空领域的应用,中航飞机股份有限公司西安飞机分公司开展了TC21钛合金的各种机械加工工艺研究。介绍了该项研究所取得的成果,给出了TC21钛合金的锯切、车削、镗削、铣削、钻削、铰削、磨削与攻丝等各种切削加工方法的刀具选择方案和工艺参数,供同行业技术人员借鉴和参考。     

基于BP神经网络的TC11钛合金工艺-性能模型预测

材料工艺与性能的关系具有复杂、非线性交互等特点。本文根据TC11钛合金力学性能与其影响因素之间的映射关系,以大量的试验数据为基础,建立了BP神经网络模型。模型的输入包括锻造温度、锻后冷却方式等热加工工艺参数;输出为常用的力学性能指标,即抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率。运用该模型对TC11钛合金力学性能进行了预测,并通过试验数据对模型的预测精度进行了可靠性验证。同时,运用已建立的神经网络模型对TC11钛合金工艺参数与力学性能的关系进行了分析。结果表明,所建立的力学性能预测模型具有良好的外推能力,并且可以很好地反映出该合金的工艺-性能之间的复杂关系。     

TC11钛合金空气导管凸台激光熔覆修复工艺

采用激光熔覆工艺对航空发动机TC11钛合金空气导管磨损件进行修复工艺实验。通过分析熔覆层表面成形、显微硬度及微观组织形貌,选出合适的工艺参数,制定合理的工艺流程,完成了空气导管的修复。结果表明:修复区组织细密,机械加工后的外形尺寸满足图纸要求。因此,采用激光熔覆技术对TC11钛合金空气导管磨损件进行修复是可行的。     

等离子渗Mo的TC11钛合金摩擦磨损性能

在TC11钛合金表面等离子渗Mo以提高其耐磨性。利用SEM、EDS、XRD分析了渗Mo层的微观组织、化学成分及相组成,测定了渗层的硬度分布。采用划痕试验测定了渗层与基体的结合力。通过球盘磨损试验测定了等离子渗Mo层的摩擦磨损性能。结果表明,渗层厚度为30μm;0～10μm表层Mo含量为65%,由表及里呈梯度降低;渗层由单质Mo以及Al8Mo3和Al3Ti等化合物组成,表面硬度达1034 HV0.1;渗层与基体的结合力为70 N;渗层的比磨损率是基体的1/55.4。     

TC11钛合金中氧铝偏析与脆性断裂

借助ＳＥＭ及ＥＤＡＸ、ＡＥＳ对某些ＴＣ１１钛合金棒材机械性能差的原因进行了研究。。结果表明材料延伸率、断面收缩率及冲击值低，显微硬度值高的拉伸和冲击断口上都呈现脆性解理断裂的断裂源，源区显微组织为条状α及空洞，且氧铝偏高。氧铝偏高造成α＋β→β相变温度和再结晶温度升高，使加工变形中形成的条状α在随后的热处理中得不到改变，并导致拉伸、冲击时的脆性断裂     

锻造温度对TC11钛合金组织和性能的影响

通过OM和SEM研究了锻造温度对TC11钛合金的组织和性能的影响规律.结果表明,随着锻造温度的增加,TC11钛合金中α形态从等轴状过渡到短条状,其抗拉强度和屈服强度随锻造温度的增加而上升,断面收缩率和伸长率逐渐下降;而断裂韧性随锻造温度的增加而提高.     

TC11钛合金表面电弧离子镀TiAlN涂层防护性能的研究

利用电弧离子镀技术在TC11钛合金基体上沉积TiAlN涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等方法对比分析了钛合金基体和涂层氧化前后的表面形貌、物相结构。采用X射线光电子能谱仪（XPS）对TiAlN涂层性能进行了分析,研究了基体和镀膜的耐磨性。结果表明,TiAlN涂层显著改善了钛合金的粘着磨损性及高温抗氧化性,在空气中650℃静态氧化100h后,TiAlN涂层依然保持良好的状态和抗磨损性能。     

变形温度对TC11钛合金超塑性的影响

通过高温拉伸试验研究TC11钛合金在应变速率0.001 s~(-1)、变形温度810～1050℃的超塑性变形行为,并用金相显微镜和透射电镜对变形试样的微观组织进行观察和分析.结果表明,在β单相区,TC11钛合金不能呈现超塑性;而在α+β两相区的810～980℃温度范围内,TC11钛合金呈现出超塑性,且最佳温度在900℃附近,其最大延伸率为595%,此时的超塑性变形过程中有晶内变形、界面滑动、动态再结晶或扩散蠕变的参与,且界面滑动出现在α/β相界面.α相和β相的相对含量对超塑性有较大的影响,初生α相含量在70%附近时对应着TC11钛合金的最佳超塑性.     

金相法测定TC11铸锭相变温度

对用金相法测定某TC11铸锭相变温度的异常结果进行分析,对出现问题的成因进行了讨论,从而确定出晶界处富Al贫Mo元素是导致完全相变温度升高的原因。同时用差热分析法对该TC11铸锭相变温度进行了测定,比对金相实际检验结果与差热分析的实验结果,指出对于该试样用金相法测定相变温度对晶内α完全相变和晶界α完全相变区别对待,最终金相法测定相变温度以晶内α完全转变时的温度确定为实验结果。     

TC11钛合金金盘等温流变形成的数值模拟及其生产应用

针对钛合金压气相盘的等温流变成形过程,应用有限元数值方法,对热加工规范许可的某一成形温度和不同应变速率下的流变形形过程进行了分析和比较,模拟结果包括一系列人机交互篡夺成的流变过程图、等效应变场、挤压力曲线及等温度场等,从数值模拟“实验”的角度,对热流变成形过程进行了不可逆过程热力学分析,并对等温流变形形件进行了低倍流线、金相组织、力学性能等的检测。