β钛合金及其固态相变的归纳

本文以钼当量为标准对国内外研制的β钛合金进行了汇总和归类。β钛合金按照亚稳定状态相组成可分为3类:稳定β型、亚稳定β型和近β型钛合金。对β钛合金热处理过程中发生的固态相变进行了归类。β钛合金经强化热处理后可能发生β→α″,β→ω,β→α,β→β′相变,时效时,亚稳相部分或全部分解。     

钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅰ）——同素异构转变

分别从冷却和时效两个过程对钛合金的固态相变作一系统论述,指出,在冷却过程中,根据冷却速度的不同发生的主要相变有:β→α",β→α′,β→ω(althermal),β→α;时效过程中主要相变有β→β ω(isothermal)→β α,β→β β′→β α,β→α,α′→β α,α"→(β α′)→β α。并分析了这些相变的形成特点;最后就目前钛合金固态相变中易混淆的过渡相的关系进行了讨论。     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅲ)——常用检测方法

总结和归纳了常用4类检测方法(光学显微镜、扫描电子显微镜、x射线衍射、透射电子显微镜)在钛合金固态相变研究中的应用特点和适用范围,指出了钛合金中典型相和相变过程的分析与区别方法,运用实例说明了一般钛合金固态相变的研究思路.     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅷ)——利用三类α相设计三态组织

针对钛合金复杂显微组织结构设计和认识需求,在传统钛合金金相学理论知识基础上,对钛合金的显微组织结构进行了进一步解析,指出钛合金的显微组织结构可以从形态学和结构学两个方面理解。以形态学为基础,提出钛合金中的α相可以根据生成阶段的不同,分为一次α相、二次α相和三次α相,并对三类α相进行了定义。最后,以两相钛合金为例,说明如何利用三类α相设计三态组织,从而更好地协调不同性能对组织要求的冲突性。     

钛合金固态相变的研究进展

综述了近年来国内外学者在钛合金固态相变理论和实验研究方面的进展情况，介绍了几种钛合金固态相变的研究实验方法，并对钛合金中马氏体、硼、亚稳脚分解等相变动力学、晶体学以及组织的演变、形核生长等进行了总结和归纳。     

钛及钛合金的热处理

钛及钛合金通过程序控制技术和各种热处理工艺可获得不同特性的产品 ,表 1～表4列出了工业纯钛及部分钛合金的热处理工艺。表 1　工业纯钛和部分钛合金的 β相变温度合　金β相变温度℃ ,± 1 5° ,± 2 5°工业纯钛 ,0 2 5%O2 最大 91 0 1 6 75工业纯钛 ,0 4 %O2 最大 94 51 735α或近α合金Ti 5Al 2 5Sn 1 0 50 1 92 5Ti 8Al 1Mo 1V 1 0 4 0 1 90 0Ti 2 5Cu (IMI 2 30 ) 8951 6 45Ti 6Al 2Sn 4Zr 2Mo 9951 82 0Ti 6Al 5Zr 0 5Mo 0 2Si(IMI 6 85) 1 0 2 0 1 870Ti 5 5Al 3 5Sn 3Zr 1Nb 0 3Mo 0 3Si (IMI 82 9) 1 0…     

激光沉积Ti60A高温钛合金显微组织及固态相变

采用激光熔化逐层沉积隔行扫描方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,获得了具有定向生长特征的柱状晶组织,晶粒直径大小不均匀,晶内为细长α片层。在α+β两相区上部进行固溶时效及双重退火热处理,研究了激光沉积Ti60A合金的固态相变行为。结果表明,合金经固溶处理得到了规则的杆块状初生α相和针状六方马氏体α’;经过时效处理后,α’分解成连续且极细小的α/β片层组织。合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细长片层状β转变组织的"特殊双态组织"。     

热处理对TA15钛合金组织的影响

研究了从820℃、900℃、980℃和1030℃水冷、空冷和炉冷对TA15钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着加热温度的升高,初生等轴α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成细小的次生针状α相(αs);随着冷却速度的降低,合金的组织向针状和片状(α+β)相转变。显微硬度随加热温度的升高而提高,而冷却方式对其硬度影响不大。     

TC17钛合金构件激光直接成形固态相变行为及显微组织

采用激光熔化沉积技术直接成形TC17钛合金构件,利用OM、SEM以及XRD分析其显微组织特征,并重点研究了其在激光短时循环加热冷却作用下的固态相变行为及显微组织演化特点。结果表明,激光熔化沉积TC17钛合金具有定向外延生长的"指节"状晶粒和少量等轴晶交替排列的凝固组织,其显微组织是由不规则片状初生α相和细小网篮状β转变组织组成的超细特殊双态组织。最后约12个沉积层内由于热循环历史不同,使得不同沉积层固态相变显微组织不同:顶部4个沉积层内显微组织为相变点以上快速冷却形成的细针状马氏体,第N-4~N-6层由细针状马氏体和马氏体分解形成的少量不规则片状初生α相组成,第N-7~N-11层内逐渐形成特殊双态组织。     

一种近β型钛合金的热处理响应

研究了一种近β钛合金在不同热处理条件下的性能及显微组织。结果表明:该合金在不同的热处理工艺下可获得不同的强度、塑性匹配。合金在α+β区固溶后时效可获得强度在1200～1500MPa之间的不同的强度级别,并且具有很好的塑性。合金的力学性能主要受初生α相的形态控制。该合金还具有一般近β钛合金的时效特征,即随着时效温度的升高,强度降低,塑性升高。     

新型钛合金连续加热过程中的相变研究

采用热膨胀法和金相法研究了以5℃/min的加热速率连续加热某Ti-Al-Mo-Cr-Zr-Si系新型钛合金过程中的相变过程、组织演变规律以及α相→β相的转变速率。结果表明:该合金连续加热过程中,在280~505℃温度范围内,板条状α相逐渐长大,且含量逐渐增多,发生β→α相变;在505~610℃温度范围内,板条状α相变细、变短,发生由短程扩散控制的α→β相变,此阶段温度对α相→β相的转变速率影响不大;在610~930℃温度范围内,板条状α相含量明显减少,直至消失,发生由长程扩散控制的α→β相变,此阶段α相→β相的转变速率随着温度的升高明显加快,当温度达到900℃时,α相→β相的转变速率逐渐减缓。     

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.     

TA10钛合金板材的热处理工艺研究

为了使热轧TA10钛合金板材的塑性指标能够满足后续爆炸复合工艺的要求,对3 mm厚热轧TA10钛合金板材进行了不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究退火温度和保温时间对其组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态TA10钛合金板材经(700~750)℃×(30~60)min/AC热处理后可以得到较为均匀的等轴α相组织和较好的综合力学性能,满足爆炸复合用钛板的使用要求。     

β21s钛合金棒材热处理研究

研究固溶时效热处理对β21s钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:在固溶温度一定时,随着时效温度的升高(从540,550到560℃),合金的强度下降,而塑性则有所上升;在时效温度一定时,随着固溶温度的升高(从750,770,790到800℃),合金强度先有所升高(在790℃时达到峰值),而后又有所降低,而塑性则逐步降低。     

钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅶ）：耐热钛合金中的有序相Ti3Al沉淀

钛合金中的有序相Ti_3Al,又称α_2相,具有DO_(19)空间群,其衍射特征是出现超点阵衍射,在电子衍射花样上,超点阵点经常出现在α-Ti的(n/2,k/2,1)衍射位置处。文章也讨论了α_2相对合金性能的影响。     

热处理工艺对Ti80钛合金棒材组织与性能的影响

研究了几种不同热处理工艺对Ti80钛合金棒材显微组织和室温力学性能的影响.结果表明:随着热处理温度的升高,显微组织由等轴组织变为魏氏组织;后期需要进行塑性成形时,适宜选择850℃保温80 min后空冷的工艺后热处理;经750℃保温80 min后空冷的热处理工艺,Ti80钛合金棒材的强度与塑性匹配较好.     

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。     

热处理制度对TB3钛合金组织及性能的影响

研究了热处理制度对TB3钛合金组织及力学性能的影响.结果发现,TB3钛合金经800～820℃固溶后,室温拉伸时合金具有较高的强度和优异的塑性,且随固溶温度的升高,强度降低,塑性增加;固溶并时效后合金具有很高的强度及较好的塑性,且随时效温度的升高,合金强度显著降低、塑性增加.