采用φ600mm铸锭锻造的大规格TC4棒材的组织和性能

使用小吨位锻压机把φ600 mm铸锭锻造成大规格棒材,着重对它的高低倍组织、力学性能、断口形貌和探伤杂波水平进行了分析。结果表明:铸锭在β相区完成开坯和相变点以上锻造,然后在α+β相区进行了5火次锻造,并在第5火次进行满砧送进、扁方拔长(变形量为50%~60%),可以生产出组织和性能满足GJB 1538A-2008标准要求的TC4合金准210 mm×3000 mm大规格棒材,而且组织细小均匀,纵、横性能各向同性,拉伸断口为典型的韧性断裂,探伤杂波水平较低,综合性能良好。     

锻造温度及Zr元素含量对TA15棒材高温力学性能的影响

研究了α+β两相区锻造温度及热处理温度对TA15钛合金大规格棒材高温力学性能的影响,以及Zr元素含量对TA15钛合金高温力学性能的影响。研究表明,两相区锻造温度较低时,棒材的初生α相含量比例较高,且棒材存在更明显的加工硬化效应,普通退火处理后棒材中的加工硬化效应仍存在,导致棒材具有较高的高温拉伸强度。棒材的加工硬化效应在后续两相区固溶热处理过程中逐步消失,此时Zr元素含量的差异导致棒材的高温力学性能不同,较高的Zr含量能够提高TA15合金的高温拉伸强度和持久及蠕变性能。     

外科植入用Ti-6Al-7Nb钛合金的工艺、组织和性能

采用多次真空自耗电弧炉熔炼制得直径600 mm、重量约3 t的Ti-6Al-7Nb铸锭,其成分及成分均匀性良好.合金铸锭经过β锻造开坯,而后在α+β相区加工,制得直径16-100 mm的棒材,该棒材组织为α+β相区加工的弥散分布的α+β组织,其力学性能(σb900-1030 MPa;σ0.2 800-945 MPa;δ513%-19%;ψ26-47%)符合ISO和ASTM标准.     

一种高组织均匀性Ti17钛合金大规格棒材锻造方法

本发明涉及钛合金锻造技术领域,公开了一种高组织均匀性的Ti17钛合金大规格棒材的锻造方法。其锻造工艺路线：第一次高温均匀化处理+开坯锻造→第二次高温均匀化处理+相变点以上锻造→首次α+β相区锻造→相变点以上热处理+锻造→第二次α+β相区锻造→α+β相区拔长锻造→α+β相区成品锻造。     

锻造工艺对TA12A钛合金组织性能的影响规律研究

研究了常规锻造工艺与"高低高低"锻造工艺对TA12A钛合金大规格棒材组织和性能的影响规律。研究结果表明:采用"高低高低"锻造工艺获得的棒材,其微观显微组织中的初生α相等轴化程度高,含量约为65%,棒材的微观显微组织差异性较小,均匀性良好;而常规锻造工艺获得棒材的微观显微组织均匀性欠佳,且心部微观显微组织存在一定的取向。"高低高低"锻造工艺获得的棒材室温性能与高温性能均优于常规锻造工艺。     

准β锻造工艺对TC21钛合金大型锻件组织及性能的影响

以TC21钛合金特大规格棒材及其制备的大型锻件为研究对象,采用准β锻造工艺锻造TC21钛合金,分析了3种不同锻造方案对锻件微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:TC21钛合金可在相变点以上一定温度采用准β锻造工艺加工,在不同的加热工艺参数下,通过双重退火进行热处理,均可获得较好的冶金组织和力学性能。TC21钛合金在准β锻造过程中,不同的锻造温度和锻造火次均能获得较好的拉伸性能(1100 MPa左右)和断裂韧性(大于90 MPa·m~(1/2))。在准β锻造过程中,较高的锻造温度有利于获得网篮组织,合金的断裂韧性较高,组织内片层α相存在粗化趋势;较低的准β锻造温度有利于细化微观组织,但锻造后组织中会有少量残余等轴α相存在。在锻造变形量相同的情况下,较少锻造火次可以获得更加细小的微观组织,但锻件不同部位的微观组织形态存在差异。     

Ti-1023钛合金棒材的组织与性能

Ti-1023钛合金广泛应用于航空航天领域。本文介绍了使用新疆湘润生产的?650 mm规格Ti-1023钛合金铸锭经“高-低-高-低”工艺进行多火次锻造变形生产?160 mm规格棒材。对比分析棒材的宏观、微观组织和力学性能,结果表明:棒材宏观呈现均匀模糊晶,显微组织为均匀的两相区加工组织,β基体上均匀分布等轴初生α相;经热处理后,棒材的力学性能、超声波探测均符合相关标准要求。     

高速线材轧制工艺对Ti-6Al-4V合金小规格棒材组织与性能的影响

采用高速线材轧制制备出准10 mm的Ti-6Al-4V合金小规格棒材,研究了不同轧制工艺对棒材微观组织与力学性能的影响。结果表明:初轧温度为850℃时,棒材组织主要为初生等轴α相和β相,等轴α相出现长大现象,呈短棒状;当温度升高到900℃,棒材组织主要由等轴α和细小β转变组织组成的双态组织;等轴α相逐渐减少,β转变组织不断长大呈片状分布。初轧温度950℃时,棒材的伸长率和断面收缩率下降明显,不能达到标准要求。当初轧温度为900℃时,棒材强度和塑性达到最佳配合,其抗拉强度为938 MPa,屈服强度为866 MPa,伸长率为13.1%,断面收缩率为26.5%。     

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。     

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990-1000℃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1020℃（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。     

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。     

大规格TC11钛合金棒材热处理后组织与性能分布规律性研究

对规格为?200 mm×1300 mm的TC11钛合金棒材进行970℃/120 min/AC+530℃/360 min/AC热处理,分析了棒材沿长度和直径方向不同位置显微组织、拉伸性能和冲击韧性的变化规律。结果表明:大规格TC11钛合金棒材热处理后,不同位置的显微组织差异较大,沿长度和直径方向由边部至心部,显微组织中α相含量逐渐增加,晶粒长大,同时β相含量降低。大规格TC11钛合金棒材组织差异对材料的综合性能影响显著,沿不同方向由边部至心部,室温、高温拉伸强度及冲击韧性均降低。     

TC4钛合金小规格棒材连续轧制工艺研究

研究了不同连续轧制温度对TC4钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,TC4钛合金相同道次加工,α+β两相区加工较β区加工棒材组织更细小弥散;两种轧制温度的棒材性能均符合GB/T 13810标准要求,两相区轧制较β区轧制抗拉强度高80~90 MPa,塑性变化不大。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

锻造工艺对Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金大规格棒材的组织与性能的影响

研究三种锻造工艺条件下 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 合金大规格棒材的力学性能、微观组织和拉伸断口。结果表明：采用拔长方式在β区高温和低温分别进行开坯锻造和成品锻造,获得的棒材的组织为粗大的魏氏组织,力学性能特别是塑性差,室温拉伸断口为脆性断口;采用镦拔方式在β区高温进行开坯锻造,再采用拔长方式在α+β区进行成品锻造,获得棒材的组织为双态组织,具有最佳的综合力学性能,室温拉伸断口为塑性断口。要获得合格的 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 棒材,关键是开在坯锻造阶段进行充分镦拔以破碎铸锭原始组织,并在成品锻造阶段控制锻造温度和变形量。     

TA15钛合金多向锻造组织和拉伸性能研究

通过多向锻造工艺制备不同变形道次和变形温度的TA15钛合金试样,利用金相观察、EBSD、晶粒尺寸统计和准静态拉伸试验,分析变形过程中组织形貌、晶粒尺寸、相含量、晶界取向差和力学性能的变化。结果表明：TA15钛合金经700 ℃中温多向锻造后获得显著细化的等轴组织,且随着变形道次的增加,促使大角度晶界含量增加,同时晶粒尺寸逐渐减小,3道次后初生α平均晶粒尺寸细化至约为6.0 μm,变形后组织为α+β相,相比初始组织α相含量减少,β相含量增加;在800 ℃和900 ℃变形条件下晶粒尺寸增加,但小于初始试样;坯料的强度经多向锻造后有较大提升,700 ℃、3道次后材料抗拉强度为1443 MPa,延伸率为13.6%,比初始试样略有降低,900 ℃材料抗拉强度为1178 MPa,延伸率提高到15.8%,综合性能得到明显提升。     

TC18钛合金大规格棒材锻造工艺

TC18钛合金是一种高强、高韧钛合金。本文通过对TC18钛合金铸锭经β区加热、开坯锻造,然后采用3种不同锻造工艺在单相区或α+β区进行多火次锻造,从而得到φ400mm棒材,并对所得棒材进行相同热处理后,对获得的显微组织、力学性能等检测结果进行对比分析研究。结果表明采用工艺三所获得φ400mm棒材组织均匀性和晶粒细化程度均优于其他两种方案;采用工艺三所获得φ400mm棒材在保证塑性指标的前提下,强度、断裂韧性指标最高,且断裂韧性指标增加明显,因此,其综合性能最好,完全满足标准及用户使用要求。     

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。     

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。     

锻后热处理温度对TA10钛合金组织及性能的影响

通过拉伸试验,对经过β相区两镦两拔锻造的TA10钛合金棒材不同温度(600~750℃)退火后的力学性能和显微组织进行研究。结果表明:随着退火温度的升高,TA10钛合金的规定塑性延伸强度和抗拉强度下降,伸长率和断面收缩率升高;显微组织由网篮组织逐渐破碎,相同取向的片状α组织随温度升高偏聚在一起,形成长而平直的集束,为魏氏组织;热处理温度为700℃时棒材的规定塑性延伸强度为607 MPa,抗拉强度为687 MPa,伸长率为22%,强度和塑性达到较好的匹配。