TC17钛合金β锻造工艺对显微组织的影响

本文通过Φ100×150mm圆柱镦粗试验研究了TC17钛合金β锻造工艺对微观组织形貌的影响。结果表明：变形量和下压速率对显微组织有显著的影响。当变形速率较低时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,被破碎越严重,越容易被球化。当变形速率较高时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高。采用Image Pro Plus对球化率和再结晶体积分数进行了统计。结果表明晶界α相的球化条件对变形量和下压速率均较为苛刻,仅在变形量为80%,变形速率为0.1mm/s时发生了大量晶界α相球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

准β锻造工艺对TC18钛合金组织与性能的影响

研究了准β锻造工艺对TC18钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:在α+β两相区较小变形时,其显微组织和仅在β单相区变形时组织形貌相近,为典型的网篮组织;在α+β两相区较大变形时,晶界破碎程度增大,片状α相向等轴状α相转变;随两相区变形量由0~50%变化时,其抗拉强度先升高再降低,在变形量为20%~30%时抗拉强度较高,塑性则呈小幅上升趋势。TC18钛合金跨相区锻造时,为获得编织均匀的网篮组织,且又保证原始β晶界充分破碎,从而获得较优的强度、塑性和冲击韧性的匹配,在β单相区即Tβ+20℃温度下的热加工变形中变形量应大于35%,而在α+β两相区即Tβ-30℃温度下的热加工变形中变形量应控制在30%以内。     

冷速对等温锻造TC25钛合金盘件显微组织和性能的影响

研究了TC25钛合金盘件在β相区等温锻造后,不同的冷却速率对显微组织和力学性能的影响。结果表明,锻后空冷得到粗大的片状组织,并有大块的α相出现;锻后水冷可以获得细小、相互交织的网篮组织,末出现明显的块状α相。与空冷相比,β锻造后水冷的盘件室温强度、热暴露后的室温强度以及500℃和550℃的高温强度均有明显提高,塑性基本保持不变或有所提高。可见,TC25钛合金卢锻造后水冷是改善强度和塑性的有效方法。     

优质TC17钛合金压气机盘β热模锻工艺研究

采用β热模锻造工艺成功地锻出了优质TC17压气机盘等锻件,并介绍了工艺过程,以及锻件的组织和性能.     

TC18合金β相区等温锻造显微组织和力学性能

研究了β相区等温变形温度、变形程度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响,讨论了工艺、组织和性能之间的关系。结果表明,TC18合金显微组织对等温锻造温度的变化比较敏感,两相区等温锻造和单相区等温锻造的显微组织分别为双态组织和网篮组织;与两相区锻造相比,β相区锻造获得了更高的强度和断裂韧性,但塑性有所降低,且随着变形温度的升高,强度和塑性均呈现下降趋势,断裂韧性稍有升高。β相区变形量较小时,组织遗传性导致合金保留了部分魏氏组织形貌,塑性较低,断裂韧性较高;当变形量达到60%时,晶粒破碎程度大,次生片状α相发生一定程度球化并弥散分布,组织变得均匀细小,合金强度和塑性保持良好的匹配,断裂韧性较高,综合性能最好。     

锻造变形量对TC25G钛合金组织和性能的影响

将?260mm TC25G钛合金圆棒料在Tβ-40℃温度下保温一段时间后进行锻造,研究15%、30%、45%、和60%四种典型变形量对锻件的组织和室温力学性能的影响。结果表明,四种变形量的锻件显微组织均由多个椭球状的初生α相和互相交错的条状α相组成;随着变形量的增加,平直的束状α相减少,α相方向性减弱,条状α相尺寸减小;同时,随着变形量的增加,拉伸强度先增后降;变形为30%～50%时,可获得满足技术标准要求的最佳的强塑性匹配。     

锻造工艺对TC10钛合金棒材性能的影响

对锻造工艺主要参数,如坯料加热温度、锻比和变形方式,对锻棒性能的影响进行研究。小型试验结果表明:当成品火次前,坯料的加热温度控制在比相变点低20～30℃,锻比应大于4时,棒材具有良好的室温拉伸性能,可完全满足国标GB/T2965—2007要求。     

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.     

β热模锻TC17钛合金整体叶盘的显微组织与力学性能

采用β热模锻工艺生产了某型号航空发动机压气机用TC17钛合金整体叶盘,分析了整体叶盘的显微组织并测试了力学性能。结果表明,β热模锻工艺生产的整体叶盘具有典型的网篮组织,原始β晶粒沿变形方向拉长,无明显再结晶;晶界α相呈弯折断续分布,晶内针状α相呈网篮状编织。这种网篮组织的TC17钛合金β锻造整体叶盘具有较优的综合力学性能,室温拉伸、高温拉伸、蠕变、断裂韧性和高周疲劳性能均符合设计要求,且有较大的富裕量。     

TC4钛合金鼓筒锻件锻造模拟及组织预测

采用刚塑性有限元方法和DEFORM-2D软件对TC4钛合金鼓筒锻件锻造过程和等轴初生α相的分布情况进行数值模拟,比较对击锤锻造和液压机锻造2种工艺下的温度场及应变分布情况。模拟结果表明：对击锤锻造易产生类似切削的缺陷,通过设计合适的坯料内侧倾角可以显著改善缺陷形成;液压机锻造成形后的锻件温度分布、应变分布和组织均较为均匀,不易产生锻造缺陷,是TC4钛合金鼓筒锻件成形的较优方式。液压机锻造的TC4钛合金锻件中等轴初生α相含量由心部到边缘逐渐增大,经组织验证,其等轴初生α相分布基本符合模拟云图。     

准β锻造和β热处理对TC11组织和断裂韧性的影响

研究了准β锻造和β热处理对TC11钛合金显微组织和断裂韧性的影响。结果表明TC11钛合金经准β锻造及β热处理后断裂韧性相较于魏氏组织明显提升,延伸率提升约50%,断面收缩率提升约20%,KIC提升约20%。由于准β锻造改变了层片状α相的析出形态,形成了取向差异化明显的束集,抵抗裂纹扩展的组织协调性更佳,从而使得断裂韧性更优;而魏氏组织试样主要以晶界和大片次生α相增加裂纹扩展曲折性。     

锻造工艺和时效处理对TC10钛合金组织和性能的影响

采用工艺A和工艺B 2种不同锻造工艺获得Ф130 mm的TC10钛合金棒材,研究了锻造工艺对棒材组织和力学性能的影响。同时研究了时效温度对TC10钛合金棒材组织和性能的影响规律。研究结果表明,工艺A获得的棒材组织均匀性好,且棒材性能的各向异性小;工艺B获得的棒材组织均匀性差,且棒材性能的各向异性大。TC10钛合金棒材的抗拉强度随时效温度升高先降低再升高,而塑性则随时效温度升高先升高再降低,棒材经875℃×2 h/WC+550℃×6 h/AC热处理可以获得良好的综合力学性能。     

锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、布氏硬度计等研究了不同锻造工艺对TC4钛合金组织和力学性能的影响.结果 表明,初生α[晶粒尺寸和体积分数、次生α[形貌随锻造温度和变形程度的变化差异较大,不同锻造工艺下得到等轴组织、双态组织和片层组织.等轴组织强度较低,塑性变形能力强,属于韧性断裂机制;片层组织强度最高,塑性变形能...     

TC21钛合金准β锻变形量对力学性能的影响

分析了TC21钛合金准β锻工艺中不同变形量与力学性能之间的关系,通过自主设计的一套具有不同变形量的阶梯式腹板锻模,结合DEFORM-3D模拟了不同位置的应变场等,随后针对不同位置的力学性能进行分析,结果表明：随着变形量的增大,TC21钛合金横、纵向抗拉、屈服强度都呈现先增大再减小趋势,在应变量区间15%～21%时最小;随着变形量的增加,纵向伸长率无明显变化规律,横向伸长率呈现逐渐增加的趋势,横向和纵向的伸长率都在10.5%以上;除了在变形量区间15%～21%之外,其它变形量区间纵向收缩率都要大于对应区间的横向收缩率,纵向和横向收缩率全部都大于13%;纵向冲击吸收能量随着变形量增加,先增加后减小,在变形量区间为21%～32%之间时,纵向冲击吸收能量达到最大值56.9 J/cm²;断裂韧性随变形量的增加而降低。     

TC11钛合金材料β锻造工艺研究

TC11钛合金是航空产品中常用的轻金属材料,现阶段TC11钛合金锻件的使用温度大多在500℃环境下,使用d＋β锻造方法可以很好地保证锻件所要求的性能,但当部分TC11钛合金锻件使用温度在500℃以上要求高温性能时,α＋β锻造方法的局限性将难以保证锻件力学性能满足要求[1].本文通过β锻造试验对TC11锻件质量的影响进行分析,为今后在提高钛合金锻件质量,确定锻造工艺方案提供参考.     

TC17合金整体叶盘等温锻造过程数值模拟及工艺参数影响

采用二维有限元模拟软件Deform-2D对TC17钛合金整体叶盘锻件的等温β模锻过程进行数值模拟,分析了整体叶盘不同部位的应变场。根据有限元模拟结果对TC17钛合金整体叶盘锻件的荒坯尺寸及工艺参数进行优化,并进行了TC17钛合金等温锻造成形工艺试验。试验结果表明,等温β模锻工艺可使TC17钛合金组织中粗大原始β相晶粒得到充分的形变,晶界析出弯曲、断续的细小α相,晶内析出交错、细小的次生α相,呈现理想的网篮组织;当应变达到0.75时,可使得整体叶盘锻件的强度、塑性及断裂韧性实现理想匹配。     

TC21钛合金β锻造大块α相研究

采用光学显微镜,电子探针能谱仪以及显微硬度测定等方法研究了TC21钛合金β锻造大块α相的组织特征,形成机理以及锻造加热温度和保温时间对它的影响。结果表明,合金中大块α相不仅在形态上与正常α条不同,而且在成分上也有一定的差异。组织中的大块α相数量和形成位置与加热温度和保温时间有关,随着加热温度的升高,晶界附近的大块α相数量减少,原始β晶粒内的大块α相数量增多;随着保温时间的延长,晶界上的大块α相数量增多,晶内的大块α相数量变化不大。     

固溶时效对激光熔化沉积TC17钛合金显微组织的影响

研究了激光熔化沉积TC17钛合金原态及固溶时效后的显微组织,分析了一重固溶+时效和两重固溶+时效热处理对初生α相含量、长宽比的影响。结果表明,激光熔化沉积态TC17钛合金凝固组织为粗大的柱状β晶,显微组织为细密的片层α+β两相网篮组织。当固溶温度从800℃升高到835℃时,初生α相体积分数由53%减少到34%,宽0.4～0.5μm,长宽比约从9∶1减小到5∶1;时效后初生α相片层显著粗化,宽0.7～0.8μm,次生α相极其细密,均匀分布于初生α片层之间,含量随固溶温度升高逐渐增多。当进行两重固溶处理时,第一步固溶温度决定初生α相含量,而对初生α相的宽度及长宽比几乎没有影响,第二步固溶时间主要影响初生α相的长宽比,而对初生α相的含量及宽度几乎没有影响。     

等温锻造和双重退火对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了α+β相区等温锻造和双重退火工艺对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响.结果 表明,等温锻造温度越高,β转变组织含量越高,双重退火后合金强度越高.高温退火温度高于锻造温度会提高β转变组织含量,从而提高强度;高温退火温度低于锻造温度会造成次生α相的粗化,不利于强度提高.获得合金高强度的关键在于获得足够比例的β转变...