变形温度对TA15合金组织和性能的影响

研究了变形温度对原始坯料为片状组织的TA15合金显微组织和性能的影响.随着变形温度(1030～930℃)的降低,合金的室温抗拉强度、延伸率及断面收缩率均增加.β区变形的镦粗试样为片状组织,在剧烈变形区和自由变形区,1080℃变形时β晶粒的动态再结晶程度比1030℃高.两相区变形镦粗试样的显微组织为过渡型组织,难变形区和剧烈变形区及自由变形区组织差别较大.     

退火热处理对TA15钛合金组织性能的影响

研究了不同的退火热处理制度对TA15钛合金显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能、室温冲击韧性及硬度的影响。结果表明：在相变点以上温度退火,合金具有较高的室温、高温强度,但室温塑性、高温塑性、室温冲击韧性较低;在相变点以下温度退火,合金的室温、高温断裂强度在860℃退火时出现峰值,而室温塑性、高温断面收缩率和室温冲击韧性则随着退火温度的升高而提高;同单重退火相比,双重退火、三重退火对提高合金性能的作用不大。     

显微组织对TA15合金高温拉伸性能的影响

研究了显微组织变化对TA15合金500℃高温拉伸性能的影响。结果表明:初生α相含量增加、α相方向性增强、次生α片变厚及β晶粒尺寸变粗大等显微组织的变化,可使TA15合金500℃高温抗拉强度降低,最大降幅达90MPa以上。研究表明,随初生α相含量增加,增多了晶界数量,而随温度升高晶界强度比晶粒强度下降快,导致高温抗拉强度随初生α相含量增加而降低。     

锻造工艺对TA5钛合金组织和性能的影响

着重研究了TA5钛合金锻造工艺对组织与性能的影响.采用二次真空熔炼熔铸的α/α+β转变温度为990～1 000℃的TA5钛合金,在β相区开坯,经多火次中间锻造后,对其最后一火次的锻造,改变锻造温度和变形量共8种工艺方案进行实验,考察锻造温度和变形率对组织和性能的影响.结果表明:①最后一火次在970℃(α相区)锻造变形,得到的组织为等轴α组织,在1 020℃(β相区)变形得到的组织以粗大的片状α组织为主;②锻造变形率对TA5钛合金的拉伸性能影响不明显;③锻造温度对冲击韧性aK影响较大,成品锻造在β相区变形的aK值均高于α相区的水平.     

退火制度对TA15挤压管材的组织与性能的影响

研究了TA15钛合金挤压管材的退火制度对组织及性能的影响.结果表明,TA15钛合金挤压管材随退火温度从700℃升高到960℃,Rm分别从1 050 MPa降到985 MPa,A从14%升到15%,表明强度下降幅度甚小、塑性变化不大.在700～850℃退火可消除管材内应力并有部分再结晶,温度升高到900℃时,TA15再结晶进行得充分完全,组织得到了细化、球化,管材的力学性能良好.     

TA5合金板材工艺对显微组织和力学性能的影响

研究了TA5合金板材的加工、退火及热矫形工艺对组织和力学性能的影响。结果表明:板坯第2火次锻造在相变点以上150℃变形,造成板材组织粗化,呈纤维状,强度非常高,塑性变化不大;换向轧制的板材组织均匀等轴化,再结晶晶粒尺寸增加,强度显著降低,塑性明显升高;随着精轧温度的升高,再结晶晶粒均匀化长大趋势明显,板材强度降低,塑性升高;为了避免热矫形过程对板材组织性能的影响,退火温度应高于热矫形过程中的料温;板材经过二次或三次热矫形后,不平度可达到(2~3) mm/m,室温力学性能基本不变。     

杂质元素N、O、Fe对TA15钛合金性能和组织的影响

本文主要研究了杂质元素N、O、Fe含量对TA15钛合金力学性能的影响,并通过光学显微镜、透射电镜等实验手段对不同杂质成分的微观组织进行了研究分析。研究结果表明:随着杂质N、O、Fe含量的增加,TA15钛合金的室温拉伸、高温持久均得到提高。在微观组织上,不同杂质含量的组织形貌、结构有一定的差别。     

冷轧工艺及退火温度对Al-Mg合金组织和性能的影响

在实验室范围内制备了一种适用于汽车内板的Al-Mg合金材料。对厚度为6mm的热轧板采用不同的冷轧及退火工艺得到了1mm厚的板材。通过阳极覆膜和拉伸试验等方法系统研究了材料的显微组织和力学性能,并计算得到了材料的成形性能参数,包括平均应变硬化指数,平均塑性应变比和极限拉深比。结果表明:总压下率一定时,采用一次冷轧压下量为33.3%、二次冷轧压下量为75%的冷轧工艺可以得到较高的强度和较优的成形性能。在350~450℃的温度范围内,合金在450℃最终退火后表现出较好的成形性能。所得结果对此材料的实际应用有较大指导作用。     

NiAl（Fe）合金组织和拉伸性能的研究

采用光学显微镜、扫描电镜（ＳＥＭ）、透射电镜（ＴＥＭ）、电子探针（ＥＰＭＡ）、Ｘ射线（ＸＲＤ）和选区电子衍射分析（ＳＡＥＤ）研究了ＮｉＡｌ（Ｆｅ）合金的显微组织及拉伸性能。结果表明，铸态ＮｉＡｌ（Ｆｅ）合金经均匀化退火后的组织由β及β＋γ＇相组成。韧性相γ＇相能阻止裂纹扩展，有利于改善合金的室温塑性。比较发现，Ｎｉ５０Ａｌ２０Ｆｅ３０合金具有最佳的室温塑性，其拉伸断口由β相的解理断口和β＋γ＇相的     

TA15钛合金β热变形对组织特征参数的影响规律研究

研究了TA15钛合金β区变形时变形温度、变形量、变形速率、冷却条件等热工艺参量对β晶粒尺寸D,α集束尺寸d,α片厚b的影响.结果表明:随变形温度增加,D,d,b呈现峰谷值变化,1050℃温度时,D,d最小,b最大,1050℃以上,温度增加,D,d增大,b减小;随变形量增加,D,d,b均下降;变形速率增加,D,d减小,b稍有增加;变形后水淬大于空冷的D,而d,b则相反.     

TA15钛合金高温变形行为研究

通过热模拟压缩试验,研究了TA15钛合金的高温变形行为。结果表明:应变速率较小时,变形温度对稳态应力和峰值应力的影响较小;应变速率较大时,变形温度对稳态应力和峰值应力的影响较大。变形温度较低时,应变速率对稳态应力和峰值应力的影响较大;变形温度较高时,应变速率对稳态应力和峰值应力的影响较小。同时,还建立了TA15钛合金高温变形时的流动应力本构方程,方程的计算值与实验数据吻合较好。     

TA15钛合金腐蚀加工工艺研究

筛选出TA15腐蚀加工液的配方,探讨腐蚀加工液的调整和寿命。结果表明:TA15的腐蚀加工液配方为HF30g/L,HNO3150g/L,添加剂平平加0.5g/L。随腐蚀加工的进行,溶液中主要成分减少,钛离子含量增加,会影响腐蚀加工工艺性能和腐蚀加工后试样的表面质量,因此需要定期对腐蚀加工液进行调整。钛离子含量每增加5g/L补加10g/L HF,10g/L HNO3,初始量1/5的添加剂。当溶液中钛离子含量为50g/L时,达到槽液加工寿命。     

Microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy under multi-step local loading forming

In this paper six different local loading processes were proposed to study the effects of local loading conditions (temperature, deformation degree, loading pass, heats, cooling modes and heat treatment) on the microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy workpieces including room and high temperature tensile properties, impact property, fracture toughness and high temperature duration property.It is found that it is better to finish the local loading forming in one heating time, if multi-fire forging needed the optimal forging technique as follows: adopting conventional forging (950 °C) at first and then following near-beta forging to control the proportion of the equiaxed primary α phase and the transformed β phase, allocating deformation degree of each loading pass rationally and using WQ cooling mode. Thus the workpiece with good compositive mechanical properties can be obtained.     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀与防护研究

通过测定TA15钛合金与铝合金和结构钢组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TA15钛合金在使用中与铝合金和结构钢接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TA15钛合金与铝合金和30CrMnSiA钢接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与30CrMnSiNi2A钢接触产生的电偶腐蚀比较轻微.对铝合金和结构钢进行表面处理可以降低电偶腐蚀敏感性,表面处理后喷涂底漆可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

船用TA5钛合金激光焊接接头组织和性能研究

采用IPG光纤激光器对8 mm厚的TA5钛合金进行激光自熔焊接,并对焊接接头的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,激光焊接接头表面成形连续、均匀、无飞溅,内部无气孔和裂纹等缺陷。母材组织为细小均匀的等轴α相;焊缝区组织主要由粗大的β柱状晶粒、大量的针状马氏体α'以及少量的板条马氏体组成;热影响区组织主要由等轴α相、少量的针状马氏体α'和少量的残余β组成;在熔合线的边界,柱状晶粒与等轴晶粒联生结晶、外延生长,保证了焊接接头的稳定连接。焊接接头各区域的显微硬度差异较大,最高硬度出现在熔合线附近,焊缝区和热影响区的显微硬度明显高于母材的。对拉伸断裂部位进行观察,拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,这说明激光焊接接头的抗拉强度与母材等强或者略高于母材的,这与大量针状马氏体形成的网篮组织有直接的关系。     

Microstructure evolution of the transitional region in isothermal local loading of TA15 titanium alloy

The microstructure of the transitional region determines the performance of TA15 component under isothermal local loading forming. To understand the characteristic of microstructure evolution in transitional region, a set of analogue experiments for isothermal local loading were designed and carried out to investigate the microstructure development under different temperatures and complex strain path. It is found that the isothermal local loading does not change the microstructural composition of TA15 alloy with initially equiaxed microstructure in the transitional region, though a small fraction of lamellar α phases appear at temperatures above 950 °C due to reheating and small deformation in the second loading step. Recrystallization takes place in the β matrix but not in the primary equiaxed α phases. The β grains are fine and equiaxed irrespective of strain path due to recrystallization. The existence of lamellar α refines the β grains. Kinked and disordered primary equiaxed α phases are produced under complex strain path. The grain size of primary equiaxed α phases increases slightly due to static coarsening and strain induced grain growth in multi-heat processing. The volume fraction of primary equiaxed α phases is not influenced by strain path but determined by working temperature.