大型TC18钛合金棒材多火次锻造过程的织构演变模拟

使用了一种多尺度耦合的方法来预测织构。首先采用宏观有限元方法,模拟了TC18钛合金棒材在接近实际工艺条件下的多火次锻造过程,并得出了在锻造过程中棒材芯部与边部的等效应变及剪切应力σ_XY分布不均匀的特征。然后,通过宏观有限元模型与介观粘塑性自洽模型（VPSC）多尺度耦合的方法模拟得到了锻造过程中棒材芯部和边部织构的演变情况。结果表明,六方锻造方式使棒材芯部由｛110｝<112>织构过渡到｛111｝<110>织构,并由｛110｝<110>织构过渡到｛111｝<110>织构。整个锻造过程中即是｛111｝型织构与｛110｝型织构相互转变的过程。这种过渡织构在极图中呈现出类似于剪切织构的特点,经分析：这种织构并非是剪切织构,而是锻造过程中由六方锻造方式和｛110｝、｛111｝型2类织构间的相互转变共同作用下形成的。经过棒材的形变过程,边部形成了｛100｝和｛111｝型2种织构。通过对比发现,六方锻造方式不仅不易生成｛100｝型织构,而且有利于｛100｝型织构的减弱和消除。拉伸试验结果表明,六方锻造样品的力学性能均达到标准要求。     

大型TA19钛合金棒材形变及相变织构模拟

密排六方结构相具有显著的各向异性特征,室温时TA19钛合金棒材中一次α相含量占70%以上,因此α相织构对TA19钛合金棒材力学性能的好坏起主要作用,有效的织构预测能够大大地降低生产成本,提高生产效率;也能帮助确定织构形成机制。本文采用宏观有限元模型和介观粘塑性自洽模型(VPSC)多尺度耦合的方法,并考虑β→α相变过程,模拟了大型TA19钛合金棒材接近实际工艺条件下的锻造过程。首先模拟得到了相变点以上棒材心部、R/2和边部的β相形变织构;然后通过分析不同位置的β相织构特征,根据Burgers取向关系得到了棒材冷却过程中发生β→α相变时不同的变体选择规律,得到α相相变织构;最后结合相变后棒材心部、R/2和边部的α相织构特征,分析了不同初始取向的α晶粒在不同滑移系开动时的取向变化,并模拟得到了最终的α相形变织构。通过最终模拟结果与实际锻造结果对比,发现两者吻合良好。说明本模型对钛合金棒材锻造过程中形变及相变织构的预测具有良好的可靠性,这对钛合金锻造棒材中织构的控制与调整具有重要意义。     

Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法

<正>申请号：CN202211052421.X申请日：2022-08-29公开(公告)日：2023-12-19公开(公告)号：CN115740306B申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明公开的Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法包括高温锻造、低温锻造+高温锻造、低温拔长及成形锻造。本发明摒弃了传统的棒材自由锻多火次镦拔的工艺方案,采用高低高工艺,充分利用再结晶与温度和时间的关系,通过高低两个温度段的坯料拔长锻造,采用拔长弹簧砧和成形弹簧砧拔长成形工艺,有效实现Ti6Al4V钛合金棒材组织的细化均匀以及锻造过程中的一致性,且能够大幅提高生产效率及成品率。     

TB6药型罩锻造过程的织构模拟及与铜和钽锻造的对比

本文模拟了药型罩用TB6钛合金在不同锻造工艺下的织构形成规律,并利用钽与铜的模拟结果对比。首先通过有限元方法模拟分析了TB6钛合金四方拔长过程中不同部位温度、等效应力和等效应变的差异,之后利用VPSC(粘塑性自洽模型)模拟不同材料锻造工艺下的织构演变规律并进行对比分析。结果表明,体心立方β相和钽中心织构与边部存在较大的不均匀性,面心立方铜织构类型波动较小;多边拔长有利于弱化四方拔长过程中产生的平行于轴向的{110}强织构;压缩型织构在以后的拔长过程中依旧可以保留。     

某特殊需求的大规格TC4钛合金棒材制备工艺研究

为给某特殊锻件提供满足缺口应力断裂性能的大规格TC4钛合金棒材,将3次真空自耗熔炼得到的5 t重的Ф720 mm TC4钛合金铸锭,分别采用β相区开坯+两相区直拔锻造和β相区开坯+两相区锻造(镦拔+直拔)两种工艺,制成Ф350 mm TC4钛合金棒材。第二种工艺制备的锻棒组织的均匀性及等轴化程度、超声波探伤水平均优于第一种工艺制备的棒材;普通退火处理后棒材的室温塑性和缺口应力断裂性能也较好;各项技术指标均符合标准要求。     

A STUDY ON THE DEFORMATION AND PRIMARY RECRYSTALLIZATION TEXTURE IN A MnS-AlN-INHIBITED 3% SILICON STEEL

本文介绍了用X射线和蚀坑方法研究含MnS-AlN为抑制相的3％Si-Fe合金形变和初次再结晶织构。与MaS为抑制相的3％Si-Fe不同,含MnS-AlN的3％Si-Fe的热轧织构主要是由{112}<110>,{111}<110>,{100}<110>和{111}<112>组分构成。研究中曾发现在80—87％冷轧压下率范围内冷轧织构同热轧织构具有“继承性”联系。冷轧时超过87％压下后织构将向(100)[011]稳定位向转变,后者显然对磁性不利。文中还对热轧、冷轧和初次再结晶织构的转变关系作了讨论。     

TC18钛合金棒材锻造织构的模拟

通过三向锻造方式模拟TC18钛合金棒材锻造过程织构形成的规律和不均匀性。首先用有限元法模拟了三向锻造时样品不同区域的温度、等效应力和等效应变的不均匀性。然后模拟了对应b相(BCC结构)不同位置,不同锻造阶段、不同初始织构的影响。结果表明,在三向锻造的顺序锻造过程中,心部织构变化程度远大于边部。三向锻造后心部出现立方压缩织构和黄铜型拉伸织构,边部出现较弱的{100}和{111}压缩织构。初始织构有显著的影响,随机分布的初始织构下,最后一次压缩决定最终织构;偏离随机分布的弱织构时,最终织构也接近随机状态;但不同类型的强初始织构存在时,三向锻造后都难以彻底改变初始织构的影响,最终织构都有初始织构的特征。最后进行了三向压缩时不同形变量的组合对织构的影响模拟,确定出了特殊织构形成的条件。本文还给出横向位置变化和轴向位置变化时织构变化的差异。     

退火温度对TC18钛合金组织及织构演变规律的影响

随着钛合金锻件的大型化,锻造过程中应力场、温度场不均匀问题更加突出,锻件局部形成锋锐织构的可能性大大增加,易对产品的可靠性及安全性造成危害。本文利用EBSD技术,对比了工业生产的大规格TC18钛合金棒材不同位置中心及表层的组织及织构差异,通过观察两者在不同保温温度下α相及β相的组织及织构特征,研究退火后组织及织构演变规律。结果表明：在两相区,β相主要发生回复,部分α相发生再结晶,β相晶粒尺寸及织构基本不发生变化。接近相变点时,大尺寸回复态β晶粒易于利用尺寸优势吞并其他晶粒;部分α相,特别是晶界处取向接近的片层α相,易于通过合并发生晶粒长大;特殊取向的α相更易发生相变,相变的α相不会形成新的β晶核。在单相区,β相发生再结晶及晶粒长大,且无择尤现象,β相织构明显减弱。     

热变形参数对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响

利用SEM及EBSD技术,研究热变形参数(变形方式、变形温度、变形量、应变速率、保温时间)对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响.结果 表明,TC18钛合金在热压缩及两相区热拉伸时,β相均以动态回复为主.在热压缩后,主要形成{100}及{111}织构,在热拉伸后,主要形成{110}织构;在单相区压缩时,随着变形温...     

两相钛合金TC16衍射峰形分析与织构测定

TC 16(Ti-3Al-5Mo-4.5V)钛合金的α相(0002)和β相(110)衍射峰位差小于0.1°,由于肼目含量增多,在传统的X衍射织构测试光路中两峰重叠严重,目前α+β两相TC16钛合金织构无法测量.本研究对热轧退火态TC16钛合金棒材进行重叠衍射峰分离操作,通过光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计对TC16...     

高磁感取向硅钢轧制及热处理过程中的晶界和织构演化

采用电子背散射衍射(EBSD)对不同轧制和热处理态的高磁感取向硅钢的重合位置点阵(CSL)晶界和织构进行了研究。结果表明,热轧态取向硅钢截面织构呈层状分布,表层主要为{110}<001>Goss织构,1/4厚度主要为{001}<110>立方织构、{112}<111>铜型织构和{110}<001>Goss织构,而心部则形成较强的{112}<111>铜型织构、{111}<110>形变织构和{110}<001>Goss织构;常化处理后截面织构梯度变化不明显,但中心位置{112}<111>织构向{110}<001>Goss织构转变。冷轧退火态主要织构为{110}<001>Goss织构、{112}<111>织构和{111}<110>形变织构。二次再结晶后,则生成强烈的{110}<001>Goss织构。随着织构的变化,CSL晶界也发生了明显的转变。热轧态CSL重位晶界中∑3~∑29均有出现,但比例较低;常化处理后CSL重位晶界比例增加,冷轧退火后CSL晶界比例大幅提高,特别是∑3、∑7、∑9和∑15等晶界;二次再结晶后,由于CSL晶界发生了转化,CSL晶界类型减少,∑3、∑13等晶界比例增加,∑9晶界消失。     

爆轰载荷下TB6钛合金组织及绝热剪切行为研究

采用电子背散射衍射技术（EBSD）研究了双相TB6钛合金在超高应变速率的爆轰载荷下绝热剪切带（ASB）中心、过渡区及基体的组织、织构演变。结果表明，爆轰后α、β相晶粒尺寸均减小，α相产生{10"1" ?2}孪晶；ASB中心区β相晶粒发生了动态再结晶，晶粒尺寸400 nm，绝大部分为大角度晶界，位错密度最低，ASB中心发生α→β相变；{10"1" ?0}⊥AD、<0001>//RD or ND、{100}<110>旋转立方存在于除了爆轰基体的所有α或β相中；{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>织构存在于原始组织的α相中，过渡区存在{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>、{11"2" ?0}<0001>三种织构，{100}<001>伪立方织构只存在于爆轰基体的β相中；{100}//SD是ASB组织的共同特点，<0001>//AD织构存在于爆轰基体、{11"2" ?0}//SD、<0001>//SD织构存在于ASB中心；α相的{11"2" ?0}面、<0001>取向和β相的{110}面平行于ASB，这均不是密排面和密排方向，不利于合金的机械性能。     

湿H2气氛下CGO硅钢初次再结晶织构演变行为

通过对湿H2气氛下,相同退火温度、不同退火时间的CGO硅钢初次再结晶样品进行金相组织观察,并进行了EBSD微观织构分析,研究了CGO硅钢初次再结晶过程中的组织及再结晶织构演变行为。结果表明,在湿H2气氛下,820℃保温,CGO硅钢初次再结晶过程约在120 s时完成。随着退火时间的延长,γ面上{111}<112>织构含量逐渐减少,{111}<110>织构先减少后增多,随着再结晶的完成,部分{111}<112>取向晶粒向高斯{110}<001>取向转化的同时,也向{111}<110>取向转化,高斯{110}<001>织构含量逐渐增多。高斯取向晶粒较多是由{111}<112>取向晶粒转化而来,同时也证明了CGO硅钢高斯取向晶粒的二次再结晶异常长大生长机制为择优形核。     

TC18钛合金棒材β区热处理低倍分层现象

针对TC18钛合金棒材单相区(β区)热处理后低倍组织出现的分层现象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段,分析了其不同区域的组织特征和成分特点。文章重点分析了TC18钛合金的微观组织、化学成分以及组织在热处理过程中的演化,以期为TC18钛合金材料的锻造组织均匀性控制提供经验。实验结果表明,TC18钛合金棒材热处理后的低倍组织分层是由α相溶解不均匀造成的。分层组织横截面从边部到芯部,亮区的α相含量较少,暗区的α相含量较多;升高β区热处理温度,β晶粒内部出现大量细小的亚晶粒。     

航空发动机用大规格TC17钛合金棒材显微组织均匀性研究

利用电子背散射衍射(EBSD)技术对?500 mm TC17钛合金棒材显微组织的均匀性进行了研究,分析了不同部位α、β相的晶体取向。结果表明,棒材边部和心部的初生α相等轴化良好,取向分布均匀;锻后冷却速度会影响棒材边部和心部组织中等轴α相的晶粒尺寸,心部显著大于边部。在光学显微镜下原始β晶界不明显,但心部组织中出现β相基本保持取向一致的"宏区",说明原始β晶粒破碎程度不足。对于大规格TC17钛合金棒材,仅凭借显微组织判定其均匀性存在漏洞,需增加β晶粒度检查以规避后续出现粗大原始β晶粒的风险。     

EFFECT OF COLD ROLLING AND ANNEALING ON THE TEXTURE OF Ti-18Nb-4Sn ALLOY

本文以亚稳型β钛合金Ti-18Nb-4Sn(原子分数, %)为对象, 研究了75%热轧后再进行75%和97%冷轧,以及在800 ℃不同时间退火对其织构的影响。结果表明, 经过不同程度冷变形后, 试样出现了{112}<110>, {223}<110>,{111}<110>和{111}<112>型轧制织构. 随变形量增加, 轧制织构强度均有所增强,其中以{223}<110>型织构强度增加的幅度最大. 800 ℃退火对75%冷轧试样的织构类型和强度影响不显著, 而对97%冷轧试样的织构产生强烈影响, 形成了单一的高强度的{111}<112>再结晶织构. 该织构在退火5 min后就达到稳定, 延长退火时间到1 h对其强度变化无明显影响. 分析表明, 热轧决定了随后冷轧和退火过程中织构类型的变化, 而大变形量的冷轧以及随后的退火促进了高强度{111}<112>再结晶织构的形成.     

锻态TC18钛合金棒材中b相组织和织构特征研究

针对a/b型TC18钛合金大型锻棒中心与边部的性能差异,利用EBSD技术研究了b相的组织差异、织构差异及形变程度差异,并考察了b相的这些差异对遵循Burgers关系的ap相取向及球化速率的影响.结果表明,锻态TC18钛合金中的b相处于不同程度的形变状态,随位置不同而具有不同的织构,中心位置b相具有再结晶织构100的特点,并且存在显著的晶粒尺寸不均匀性,这些因素对中心与边部的性能差异有主要贡献.ap相的球化过程主要在b相晶内亚晶界上完成,前期随形貌由片状向方块状的变化,取向关系变化很小;后期向球形过渡时,取向关系偏差较大.b相晶粒内的取向差是衡量加工硬化对强度贡献的有效参数,而a/b两相的取向关系与理想Burgers关系的偏差是揭示球化速度和形变b相晶粒回复程度的有效参数.     

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.     

TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究

文章采用形变复合热处理方法对过热组织TC4钛合金进行了组织细化机理及超塑性能研究,结果表明,(α+β)两相区的低温多火次不均匀大变形能增加变形体内的畸变能,提高α和β晶粒的再结晶形核率;提高锻造后的冷却速度能抑制冷却过程中α相在β晶界和晶内的形核和长大,并形成马氏体组织(α′),细针状α′在随后加热锻造时容易破断并形成细小α晶粒;变形后800℃再结晶退火使α相进一步球化,最终形成两相分开度较大的、均匀细小的等轴α+β转变组织,经测定α晶粒直径为2μn~5μn。在最佳工艺条件下,细化后TC4的延伸率可达1881.7%。     

锻态TC25G钛合金棒材的显微组织和织构

利用光学显微镜(OM)和电子背散射技术(EBSD)研究α+β型TC25G钛合金大规格棒材不同位置的显微组织和晶体取向。结果表明:锻态TC25G棒材不同位置组织和织构不同;表面位置和1/2R位置为双态组织,棒材中心为等轴状初生α相、棒状α板条和β转变组织;棒材表面为α相0001//AD和1120/1010//AD的弱织构,1/2R位置处为1120//AD的弱织构,中心位置形成2022织构;适当增加β单相区的锻造变形量,细化原始β晶粒并通过控制α+β两相区的终锻温度,降低坯料的温度梯度,提高坯料应变场的均匀性,可提高棒材组织和晶体取向分布的均匀性。