TA15钛合金大型锻坯工艺及组织与性能研究

研究了TA15钛合金大型锻坯的工艺、组织与性能。结果表明:在940～970℃加热锻造,TA15钛合金组织对加热温度敏感,随着温度的提高,初生α相含量减小,合金的室温和500℃高温强度均降低,塑性几乎保持不变,冲击韧性小幅提升;在760～840℃退火,随着温度的提升,细针状α相弥散析出,强度提升,塑性和冲击韧性变化小。锻坯锻造加热温度应控制在950℃,退火温度选择840℃。     

TA15钛合金高温持久腐蚀行为研究

为深入分析热盐应力腐蚀对TA15钛合金高温性能的影响,对大规格TA15钛合金棒材进行不同的表面腐蚀处理,测试了500℃/470 MPa条件下的持久性能,并对试样表面、断口处的组织特征进行观察,分析TA15钛合金的热盐应力腐蚀机制。结果表明：在500℃/470 MPa下,TA15钛合金对热盐应力腐蚀非常敏感,导致持久寿命显著降低;在腐蚀过程中,沿着α相界(β基体)发生复杂的化学反应,形成腐蚀氧化物并向内扩散;应力作用加速了腐蚀裂纹扩展,形成沿晶断裂特征,降低了试样的持久寿命。     

组织形态对近α型TA15钛合金拉伸性能的影响

研究了近α型TA15钛合金组织特征对合金室温和高温拉伸性能的影响,结果表明,300℃以下,试验合金等轴组织拉伸强度高于双态组织,300℃以上则相反;合金中初生d相含量增加,500℃高温拉伸强度降低;次生α片增厚,室温和高温拉伸强度均下降;α相-特别是次生α片的取向一致,500℃高温拉伸强度显著下降.     

铁元素对铝硅系活塞合金机械性能的影响

本文研究了铁元素对Al—Si系活塞合金高温及室温机械性能的影响。随着铁含量增加,合金的高温短时抗拉强度增加,但室温抗拉强度下降。铁使合金的高温、室温、高温持久硬度及长期时效后硬度增加,使冲击韧性下降。     

退火温度对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

TA15钛合金产品通常都要进行退火处理。为揭示退火温度对其显微组织和力学性能的影响,对?350 mm的TA15钛合金试棒分别进行了在760℃、800℃和840℃保温2 h空冷至室温的退火。随后采用扫描电镜和电子万能拉伸试验机检测了试棒的显微组织、室温和高温拉伸性能以及拉伸断口的形貌。结果表明：随着退火温度的升高,β相转变的组织增多,细小的α相充分球化且杂乱分布;随着退火温度的升高,合金的室温抗拉强度升高,室温屈服强度先升高后略微降低,断后伸长率降低,而高温抗拉强度和屈服强度均升高,塑性变化不大,拉伸断口的韧窝变大变浅,以韧性断裂为主。     

TA15钛合金中板组织与力学性能研究

采用一次换向+四火次轧制、二次换向+四火次轧制和一次换向+三火次大变形轧制3种工艺制备了厚度10.0mm的TA15钛合金中板，研究了轧制工艺对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：3种TA15钛合金中板显微组织均为α+β两相区加工组织，但采用二次换向+四火次轧制的样品B显微组织中初生α相尺寸最为细小、等轴化程度最高；3种TA15钛合金板材室温和高温力学性能均符合GJB 2505A—2008标准要求，但采用一次换向+三火次大变形轧制的样品C室温和500℃高温抗拉强度横纵向差异最小，500℃高温持久性能最佳。     

Nb添加对FeCo基合金高温性能与时效态性能的影响

对Fe-49Co-2V和Fe-49Co-2V-0.3Nb两种合金室温与高温时的磁性能和力学性能进行了测试。结果发现:与室温磁性能相比,两种合金在高温下的饱和磁化强度Bs与矫顽力Hc均降低;与室温力学性能相比,两种合金在500℃时的高温抗拉强度都有所增加,其中Nb元素的添加使合金力学性能强化的效果十分明显。两种合金经500℃时效处理168 h后,Fe-49Co-2V-0.3Nb合金经过高温时效后依然能保证具有良好的力学性能,添加了Nb元素后有助于改善合金的高温时效稳定性。     

微量元素B对高W、Cr镍基高温合金性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备不同B含量的高W、Cr镍基高温合金,测定了合金的持久性能和力学性能,研究了B含量对合金的持久性能和拉伸力学性能的影响。采用SEM和XRD对合金进行了微观形貌观察和相组成分析。结果表明,铸态合金中存在大量的α-W相,热处理后合金中α-W相溶入基体,仅在晶界区域存在少量的α-W相。B可提高合金在980℃、83 MPa下的持久寿命。室温条件下,随B含量的增加,合金的抗拉强度降低,塑性提高。900℃条件下,随B含量的增加,合金的抗拉强度稍有提高。室温条件下B对晶界的强化作用要小于高温条件下的强化作用。     

THE EFFECT OF σ-PHASE IN CERTAIN Ni-Cr-Co BASE SUPERALLOY

研究结果表明,难变形镍铬钴基高温合金,在长期时效中,微量和少量σ相的析出,对合金的力学性能没有明显的影响;析出多量σ相,则显著降低合金的室温拉伸、冲击韧性、持久、蠕变和断裂韧性,此时材料的断裂沿σ相界面发展。但对高温拉伸性能没有影响。 σ相在室温是一种硬而脆的相,在较高温度时显示了一定塑性,可以发生较大变形。     

难变形镍铬钴基高温合金中σ相对合金力学性能的影响

研究结果表明,难变形镍铬钴基高温合金,在长期时效中,微量和少量σ相的析出,对合金的力学性能没有明显的影响;析出多量σ相,则显著降低合金的室温拉伸、冲击韧性、持久、蠕变和断裂韧性,此时材料的断裂沿σ相界面发展。但对高温拉伸性能没有影响。σ相在室温是一种硬而脆的相,在较高温度时显示了一定塑性,可以发生较大变形。     

热处理温度对TA7钛合金板材组织与力学性能的影响

研究了TA7钛合金板材热加工态和经750、800、850℃3种不同温度热处理后的显微组织、室温拉伸性能、弯曲性能、高温拉伸性能和高温持久性能。结果表明，热加工态TA7钛合金板材横向存在不均匀组织，纵向有较多拉长α晶粒；经750℃热处理后板材拉长α晶粒转变为等轴状；经800℃热处理后板材横向与纵向均为均匀、细小的等轴组织；经850℃热处理后板材晶粒发生长大。热处理后板材强度降低，塑性增加，弯曲性能和高温持久性能均满足GJB 2505A—2018标准要求；随着热处理温度的升高，板材室温拉伸强度和高温拉伸强度均逐渐降低，经850℃热处理后板材的500℃高温拉伸强度已不能满足要求。为了获得均匀、细小的组织及良好的力学性能，TA7钛合金板材宜采用800℃热处理。     

微量Ce,La对含有害杂质的铝—锂合金再结晶组织及性能的影响

本工作采用金相及机械性能试验法研究了微量Ce、La对Al-Li-Cu-Zr合金再结晶组织、室温拉伸性能及高温持久性能的影响.研究表明,在Al-Li-Cu-Zr(2090)合金中添加0.05～0.1%的Ce或La能明显抑制合金的再结晶过程,并获得均匀细小的再结晶组织.微量Ce或La的加入能显著减轻杂质元素Fe、Si、Na对合金室温拉伸性能的有害影响,并大大提高合金的高温持久寿命.     

Si元素对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金力学性能的影响

本文研究了Si元素含量对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金在室温和500℃力学性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对断口形貌和微观结构进行了分析,硅化物的形核和生长与力学关系密切。结果表明：在Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金中加入0.04wt%～0.14wt%的Si可以提高合金的抗拉强度和高温持久性能,塑性几乎不变,冲击韧性和平面应变断裂韧度显著降低。Si的加入使合金呈现由韧性向脆性断裂转变的趋势,放射区增大纤维区和剪切唇区减小。当Si含量小于0.09wt%时,Si元素完全溶解于α和β相中,以固溶强化机制为主。当Si元素含量达到0.14%时, 相界处析出硅化物,强化机制包括固溶强化和析出强化。     

TA15ELI显微组织及损伤容限性能研究

采用一火β区热轧和一火两相区上部温度热轧获得了片状组织的TA15ELI钛合金厚板，通过两相区900℃、930℃、950℃和β区980℃退火热处理进一步调整合金显微组织和损伤容限性能，测定了不同热处理状态下合金的显微组织特征参数和室温拉伸性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率，分析了显微组织对损伤容限性能的影响关系。研究发现：两相区退火，随着退火温度的升高，TA15ELI钛合金组织中初始β晶粒尺寸和α集束尺寸基本不变，α片平均厚度有所增加，合金强度和塑性均有所下降，da／dN降低，KIC提高；合金在β区980℃退火较两相区退火具有更好的损伤容限性能和综合性能。     

热处理对锻压TA15钛合金棒组织和性能的调控北大核心CSCD

对锻压TA15钛合金试样进行700~820℃的退火处理,保温2 h后空冷,研究热处理工艺对锻压TA15钛合金的力学性能的影响。通过观察热处理后锻压TA15钛合金的显微组织变化,统计初生α相的相对体积分数。结果发现,在700~820℃退火处理后,锻压TA15钛合金的显微组织中主要存在初生α相和次生α相,以及较少的基体β相;随着退火温度的升高,初生α相的含量逐渐减少,相对体积分数由70.35%降至46.42%,次生α相的相对体积分数由3.84%升高至18.26%。对比不同热处理温度下试样在室温和高温(500℃)条件下的拉伸性能,820℃退火处理后的试样在室温时的抗拉强度为986 MPa,伸长率为13.5%,强度和塑性具有较好的性能匹配。     

纯净化制备对DZ125L合金组织和力学性能的影响

通过普通熔炼和纯净化工艺分别制备不同O,N,S,P等杂质元素含量的定向凝固镍基高温合金DZ125L。采用金相显微镜、扫描电镜等方法对不同杂质元素含量合金的微观组织进行观察和分析,并测定不同合金的拉伸、持久、蠕变、疲劳等性能。研究结果表明,纯净化制备方法可以进一步降低DZ125L合金中O、N、S、P的含量,使各杂质元素含量均由0.0010%左右降至0.0005%以下,合金纯净度得到改善;随着合金纯净度的提高,合金中疏松和夹杂物的含量进一步降低;纯净化工艺制备的DZ125L合金室温及760℃、850℃和980℃下的抗拉强度和屈服强度得到一定改善,合金760℃/800MPa、850℃/560MPa及980℃/250MPa的持久寿命得到提升,而1040℃/150MPa持久寿命变化不大;随着杂质元素含量的降低,DZ125L合金950℃不同应力下的蠕变变形速度减缓,而760℃高周拉压疲劳寿命得到较大提升。     

TA15钛合金不同温度下的静强度性能研究

以TA15航空用钛合金材料为研究对象,开展了室温及不同高温环境下的静力拉伸试验,测得了相应的静力拉伸数据,分析了TA15航空用钛合金材料静力拉伸性能随温度的变化规律。结果表明:TA15航空用钛合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量随温度的升高而降低,伸长率随温度的升高而增加,而收缩率不随温度的改变而改变。     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

Sb对AM50-Y镁合金组织和力学性能的影响

研究合金元素Sb对AM50-Y合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Sb后,合金晶粒明显细化,同时形成弥散分布的YSb相。YSb相作为异质形核核心,促进了细小弥散分布的Al2Y颗粒相的形成。随着Sb含量的增加,合金室温和150℃高温抗拉强度、延伸率及室温冲击韧性先上升后下降。当Sb含量为0.6%时,合金综合力学性能最好:合金室温抗拉强度、延伸率和冲击韧性分别为257MPa、9.9%和26J·cm-2,与未添加Sb合金相比分别提高了13.7%、15.9%和14.9%;合金的高温抗拉强度和延伸率达到203MPa和11.9%,分别提高了12.8%和15.5%。     

快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能

采用快速凝固方法制备了Cu-5Ag-0.5Zr及Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb(wt%)合金粉末,采用热等静压将粉末压制成坯料,随后进行热锻、冷轧处理。测试了合金在室温及高温(500 ℃)下的力学性能,并分析了合金的显微组织及断口形貌。结果表明,冷轧态合金具有更优异的室温拉伸性能,冷轧态Cu-Ag-Zr合金抗拉强度为739.3 MPa,伸长率7.1%,这与铜基体中密集的Cu₄AgZr颗粒及纳米级Ag颗粒有关。除Cu₄AgZr颗粒及Ag颗粒外,Cr、Nb元素的添加还生成高温稳定的Cr₂Nb颗粒,同时提高了合金的室温和500 ℃拉伸强度。冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb合金的室温极限抗拉强度和伸长率分别为799.1 MPa与5.3%。因为热锻态合金晶粒尺寸粗大,Ag颗粒尺寸细小,相比冷轧态合金拥有更好的抗高温弱化性能。热锻态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金的500 ℃抗拉强度分别为186.8和129.2 MPa,而冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金在500 ℃抗拉强度分别仅为113.1和95.4 MPa。