轧制温度和热处理对TB9钛合金棒材组织和性能的影响

研究了轧制温度和热处理制度对TB9钛合金棒材显微组织及力学性能的影响。结果表明:在800、850、930℃下轧制的TB9钛合金棒材经810℃×30 min/WQ固溶后,显微组织均为等轴β组织,930℃下轧制的棒材组织更加均匀,轧制温度对棒材固溶后的力学性能影响较小。经510℃×12 h/AC时效处理后,棒材的强度和塑性等综合性能随轧制温度的升高变化不大,抗拉强度全部大于1 300 MPa,屈服强度大于1 200 MPa,延伸率大于10%,能够满足某零件对材料的要求。此外,TB9钛合金的强度随时效温度的上升而减小,而塑性逐渐增加。     

轧制温度与变形量对TB2钛合金微观组织和力学性能的影响

通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计以及万能拉伸试验机等研究了不同轧制温度及变形量对TB2钛合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明,在600℃轧制处理后,TB2钛合金由β相和α相组成。同一轧制温度下,随着变形量的增加,晶粒被明显拉长,基体中的β晶粒部分破碎,并在晶界处出现大量再结晶晶粒。当轧制温度为600℃,变形量为60%时,合金的抗拉强度最大,可达到1360 MPa,伸长率为5.7%;而当轧制温度为600℃,变形量为40%时,合金的抗拉强度最大,可达到1270 MPa,伸长率为10.9%,综合力学性能较好。     

时效温度对TB18钛合金组织和力学性能的影响

利用拉伸试验机、光学显微镜和扫描电镜等手段研究了不同时效温度对TB18钛合金力学性能和组织的影响。结果表明,随着时效温度升高,TB18钛合金抗拉强度和屈服强度不断降低,伸长率和断面收缩率提高。从强度和塑性综合考虑,当时效温度为530℃时,TB18钛合金的综合力学性能最好。此时抗拉强度为1285.5 MPa,屈服强度为1206 MPa,伸长率为7.8%,断面收缩率为16%。TB18钛合金锻态是典型的等轴组织,经870℃×2 h,空冷固溶处理后为等轴β晶粒,晶粒尺寸为200～250μm。TB18钛合金经不同温度时效后,次生α相的微观形貌相似,均为片层状。随着时效温度的升高,合金内部析出的次生α相片层尺寸呈增大趋势。     

过热区对大尺寸TB6钛合金棒材组织与性能的影响

尺寸为210mm×210mm的TB6钛合金方形棒材经固溶加时效处理后,心部形成过热区。研究了过热区对TB6钛合金棒材组织与性能的影响。结果显示,距棒材表面深度为60mm以内的区域为正常的球状等轴组织,深度超过65mm的心部过热区为针状网篮组织。过热区的形成主要是由于心部区域在固溶处理时的冷却速度低于临界冷却速度,没有生成亚稳β相,而直接生成α＋β相造成的。棒材横截面上过热区面积占比约18．4％,相比正常区域,其抗拉强度最大降低22．9％,屈服强度最大降低28．5％,布氏硬度降低4．2％,但是具有较好的塑性、较高的平面应变断裂韧度与较强的抗疲劳裂纹扩展能力。过热区的存在增大了棒材横截面组织与性能的不均匀性,降低了TB6钛合金棒材及后续所制锻件的安全系数,必须予以避免。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响

本文对比研究了退火温度、冷却方式及等温退火工艺对TC6钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：当在800~840 ℃退火空冷后,合金为等轴组织,强度随着温度增加而缓慢下降,当在880 ℃退火空冷后,β相中有次生α相析出,演变为双态组织,此时合金强度最大但塑性稍低,随着退火温度继续升高,组织明显粗化合金强度下降,超过相变点温度后组织演变为细针状魏氏组织,强度有所提高但塑性明显下降。当在800~1000 ℃退火炉冷后,组织演变和空冷试样组织有两处明显不同：首先,在相变点温度以下,形成双态组织的退火温度高于空冷样品,且β相中没有明显的次生α相析出;其次,在相变点温度以上,合金为层片状魏氏组织。炉冷样品的强度随退火温度增加而单调下降,塑性变化和空冷样品趋势一致,此外冲击韧性在880 ℃处理时最大。等温退火(880 ℃,2 h,炉冷到650 ℃,2 h,空冷)样品的力学性能与880 ℃退火炉冷后相近,强度、塑性和冲击韧性匹配较好。     

BASCA热处理对TB18钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了TB18钛合金棒材经β固溶缓慢冷却时效（BASCA）热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,TB18钛合金棒材在β相区固溶后缓慢冷却条件下,α相在β晶界和晶内均有析出,晶内α相呈点状或短针状,晶界α相基本呈薄膜状镶嵌在β晶界上。冷却速度对晶界α相影响较大,当冷却速度为1℃/min时,晶界α相以透镜状在晶界上不连续析出,形成“项链”组织。随着冷却速度的降低,析出的晶界α相越来越多且相互连接为一体,并逐渐粗化呈连续的波浪状。缓慢冷却后形成的晶界α相对合金塑性和韧性不利,随着冷却速度的减小,合金塑性和韧性均降低。TB18钛合金棒材经过β相区固溶空冷+时效处理后,可获得在抗拉强度接近1300 MPa的水平下,延伸率达到8%,断裂韧性超过80 MPa·m1/2的优异综合性能。     

冷却速率对TB17钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同冷却速率对TB17钛合金固溶态和固溶时效态的相组成、显微组织、拉伸性能和断裂韧度的影响。结果表明：TB17钛合金以不同的冷却速率进行固溶处理后,其显微组织均由残余β相以及其上分布的尺寸不一的片层状α相组成,仅发生了β→α相变,未发生β→ω相变和β→α’’等相变;随着冷却速率的降低(由水冷到炉冷),其拉伸强度呈现逐渐增加的趋势,而拉伸塑性则先降低后升高。经固溶时效处理后,TB17钛合金的显微组织均由粗片状初生α相、残余β相以及其上弥散分布的细片层状α相组成;由于固溶冷却速率不同,使得在时效过程中析出的细片层状α相的大小和形态各不相同。随着冷却速率的降低,TB17钛合金的拉伸强度呈现逐渐减小的趋势,而拉伸塑性则呈现逐渐升高的趋势,同时断裂韧度亦呈现逐渐增大的趋势,尤其是炉冷的固溶时效态合金,其断裂韧度达到了148.06 MPa·m^1/2。     

固溶温度对TB8钛合金组织及性能的影响

研究了固溶温度对TB8钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,随固溶温度的升高,合金β晶粒明显长大;合金固溶态强度略有降低,塑性逐渐升高;合金固溶+时效处理后,β晶界及晶粒内部均匀弥散析出大量次生α相颗粒,强度呈上升趋势,塑性明显降低.TB8钛合金在770 ～ 830℃温度范围内固溶后,具有较高的强度和优异的塑性,经520℃时效后,综合性能优异,抗拉强度＞ 1300 MPa,伸长率＞15％,断面收缩率＞55％.     

热处理工艺对TB2钛合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TB2钛合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,该合金在730℃以上固溶处理已经开始再结晶,在730～820℃之间处理的样品强度和延伸率变化不大;在760℃固溶处理3min,再结晶已经开始,保温时间〉120min时晶粒变得相当粗大;合适的固溶处理制度为760℃,10min;在固溶处理制度相同,时效时间为2h,时效温度变化对强度和塑性影响大不;时效时间延长至8h,随时效温度升高,Rm,RPo2呈下降趋势;760℃,10min固溶处理加500℃,8h时效处理后,Rm,值最高可达到1360MPa。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

热处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响

研究了常规固溶+时效、双时效及固溶+预时效+时效处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响。显微组织研究表明:通过增加低温预时效工艺,可以使经热处理后的TB2钛合金中析出的次生α相较经常规固溶+时效处理后的更加均匀、细小。力学性能分析表明:经常规固溶+时效处理后,TB2钛合金的塑性较好,但强度偏低;双时效处理可以提高TB2钛合金的强度,但塑性较差;固溶+预时效+时效处理后,TB2钛合金的强度与塑性匹配良好。进一步热处理工艺研究表明:经780℃×1 h/AC+350℃×6 h/AC+560℃×8 h/AC热处理后,TB2钛合金的强度与塑性达到最优匹配,抗拉强度为1 190 MPa,延伸率为14%。     

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.     

多次重复固溶时效处理对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和扫描电镜等手段研究了多次重复固溶时效处理对TB15钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶时效处理重复次数的增加,TB15钛合金的显微组织发生了较为明显的变化,次生α相合并长大,原始β晶粒晶界增厚;1次固溶时效处理后合金的综合力学性能达到最优,随着固溶时效处理重复次数的增加,合金的强度和断裂韧度均降低,伸长率和断面收缩率也急剧降低,断裂类型从韧性断裂向脆性断裂转变;相同工艺参数的重复固溶时效处理不能实现在不大幅降低强度和断裂韧度的前提下改善该合金的室温塑性。     

锻造温度对TC4-DT钛合金棒材力学性能及显微组织的影响

研究不同的锻造温度对TC4-DT棒材力学性能及显微组织的影响。结果表明:随着锻造温度的升高,试样的室温强度和塑性明显提高,但当温度升高到相变点以上时,强度开始降低。从显微组织来看,在相变点以下时,温度的升高导致初生α相含量明显降低,条状次生α相明显增多;当温度升高到相变点以上时,得到片状组织,温度越高,片状组织越粗大。因此,细小的次生α相对于强度的贡献要大于初生α相,原因是采用了同样的热处理制度,固溶强化的效果基本相同,强化作用主要由界面产生。     

固溶和时效温度对TC6钛合金显微组织与力学性能的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对TC6钛合金显微组织和性能的影响。结果表明:800～840℃固溶后,合金由初生α相和亚稳β相组成,两相随着温度升高而长大,合金强度和塑性略有上升;880℃固溶后,亚稳β相依然保留到室温,然而在拉伸过程中出现应力诱变斜方马氏体α″相,导致双屈服现象;920～960℃固溶后,初生α相减少,大量的细针状斜方马氏体α″相在亚稳β相上析出,强度上升塑性下降;当超过β相变点固溶后,主要由粗大针状六方马氏体α?相组成,强度下降同时拉伸为脆性断裂。对于固溶样品经过不同温度时效处理,主要变化过程是亚稳β相分解为次生α相及其长大,300℃时效后,相比固溶态强度上升但塑性下降,亚稳β相中弥散析出次生α相及少量的ω相;当时效温度升高到400℃,强度继续上升接近最大值但塑性最差;500℃时效后,强度最高然而合金元素充分扩散,塑性得到提升;550℃时效后,强度有所下降但塑性明显提升,此时具有较佳的强塑性匹配;600～700℃时效后,初生α相聚集长大并且含量增加,次生α相在β基体上析出且逐渐长大为层片状,强度下降塑性进一步提升。     

轧制温度对汽车用ZK61镁合金组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、室温拉伸性能测试研究了不同轧制温度对ZK61镁合金板材组织与力学性能的影响.结果 表明:在轧制温度300～420℃范围内,380℃轧制的ZK61镁合金试样内基本无孪晶组织,均匀性最好,晶粒平均尺寸9.6 μm,晶粒最为细小;在420℃轧制的试样晶粒长大,组织均匀性下降.随着轧制温度的升高,抗拉强度逐渐...     

异步热轧对钛合金Ti-6Al-4V微观组织及力学性能的影响

通过异步/同步热轧实验研究了异步热轧工艺对钛合金显微组织和力学性能的影响。实验表征了试样的显微组织、力学性能、断口形貌和微观取向。实验结果表明,复杂应变路径较之简单应变路径能更好的细化晶粒及同时提高强度和塑性,并且表层晶粒小于中心晶粒。异步轧制工艺相比同步轧制能更好获得细小晶粒。异步轧制试样的强度及塑性值高于同步轧制试样相应值,提高异步速比可提高强度及塑性值。异步轧制试样的塑性变形机制可能是滑移,而同步轧制试样塑性变形机制为滑移或孪晶。     

温度对TB6钛合金动态压缩性能的影响

利用分离式高温Hopkinson压杆试验系统,对TB6钛合金在不同温度(550～850℃)下的动态冲击压缩力学性能进行测试,研究环境温度对试验材料在高应变率下的应力-应变行为和绝热剪切带生成机制的影响。试验结果表明,在高应变率条件下,随着温度的升高,绝热升温热软化作用增强,材料表现出较强的应变率增塑效应和一定程度的应变率增强效应。同时发现,材料在650～750℃表现出较强的绝热剪切敏感性,承载时间越长,剪切带长度越长。材料在750℃时,剪切带出现分叉,导致材料强度异常降低。随着环境温度的增加,剪切断口韧窝面积增大,韧窝数量增加,材料塑性增强。