置氢对Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响

为掌握置氢改善钛合金切削性能的机理,利用光学显微镜与X射线衍射仪分析了置氢Ti-6Al-4V合金的显微组织,采用热膨胀仪与热常数测试仪测定了该合金的热膨胀系数和导热系数,通过高温拉伸试验研究了该合金的力学性能。结果表明:置氢后,随着氢含量的增加,合金中的β相比例提高,并且生成了δ氢化物;与未置氢钛合金相比,在900℃时的热膨胀系数最大降幅为6%,而导热系数在500℃时的增幅最大,为40%;置氮后的钛合金,在800℃时抗拉强度与伸长率的降幅分别为19%和74%。     

Ti-6Al-4V钛合金热拉伸变形行为与本构方程

在变形温度600℃⁸00℃、应变速率0.01s-1800℃、应变速率0.01s-1⁰.33s-1条件下进行热态单向拉伸试验,研究Ti-6Al-4V钛合金的变形行为,以及变形性能与变形温度、应变速率之间的关系。结果表明,Ti-6Al-4V钛合金在变形过程中呈现两种变形特征,即稳态形与软化形,且随着变形温度的升高、应变速率的降低,流动应力降低,而延伸率则升高;基于Hooke定律和Grosman方程建立的Ti-6Al-4V钛合金热态成形本构方程,在整个变形区间内可以很好的表征材料的变形行为。     

基于多种唯象型模型对Ti6Al4V两相区流动应力的预测及比较

通过Gleeble-1500D热模拟试验机对Ti6Al4V合金在变形温度为750～950℃、应变速率为0.001～1 s^-1条件下进行了等温压缩实验,并获得了应力-应变曲线。同时引入6种常用的唯象型本构模型和一种基于MF-B模型的改进模型(MF-BⅡ)来预测Ti6Al4V合金高温热变形时的流动应力。常用模型包括SCA模型、MA模型、J-C模型、MJ-C模型、MF-B模型和MH-S模型,改进模型以MF-B模型为基础,将已有的应变的软化项形式和变形温度进行修改。运用非线性回归拟合算法求解各模型的相关材料常数。根据相关系数、平均绝对相对误差和平均均方根误差来评估模型的可预测性,用相对误差来评估模型的稳定性。结果表明,MF-BⅡ模型对Ti6Al4V合金两相区流动应力的预测具有更好的精确性和稳定性。     

保温时间对置氢钛合金超塑变形组织的影响

文章通过高温拉伸实验和扫描电镜观察,研究了保温时间对置氢TC4合金超塑流动特性及其组织的影响,结合高温组织和钛氢相图分析了影响机制。研究表明,合适的氢含量及合理的保温时间可以使组织发生动态再结晶并得以细化,有利于提高TC4合金的超塑性。置氢TC4合金的超塑变形的最佳工艺参数为,超塑变形的温度为840℃,保温时间为25min,应变速率为10-3s-1,氢含量为0.3%。     

泡沫铝三明治预制坯变形行为及复杂结构制备

利用粉末包套轧制法制备出泡沫铝三明治预制坯,通过室温与高温拉伸实验,研究了三明治预制坯的变形行为;采用冲压成形技术进行了三明治预制坯的成形试验,评价了其成形性能;在高温条件下进行了三明治预制坯的发泡实验,利用光学金相对泡沫铝三明治的微观结构进行了观察,并对孔隙特征进行了计算。结果显示,三明治预制坯既是温度敏感型材料也是速率敏感型材料,在450℃/0.001 s-1的条件下表现出较好的变形性能,其峰值应力与延伸率分别为22.1 MPa和23.8%;与室温条件相比,三明治预制坯在450℃条件下的热冲压成形精度更高,型面弧高达27.1 mm;高温发泡后制备出泡沫铝三明治弧面结构和曲面结构,证实了该工艺路线的可行性,其面板与芯板之间形成了冶金结合,且芯板的孔隙率达78%,平均孔径为3.5 mm,孔壁的微观组织为树枝状α铝和共晶相α+Si组成。     

氢化钛的动态分解行为与规律

通过DSC/TG的热分析试验,研究氢化钛升温过程中分解的动力学规律,利用Coast-Redfern积分法计算了分解过程的动力学参数。结果表明,氢化钛热分解的开始温度为510℃,分解过程中总质量损耗率达3.15%,其中565～660℃温度范围内的质量损耗率占总质量损失的50%左右,分解过程中生成了比氢化钛热稳定性更高的TiHx(0.7相似文献   

氢对Ti-6Al-4V合金组织及超塑变形行为的影响

应用光学显微镜研究氢对Ti-6Al-4V显微组织的影响,并在温度800℃～860℃和应变速率10-3s-1的变形条件下进行超塑拉伸实验。结果表明,随着氢含量的增加,β相的比例提高,且由等轴组织转变为双态组织,随着氢含量的进一步增加,在α相中形成了氢化物;同时,适量的氢可以显著降低Ti-6Al-4V合金峰值应力,置氢0.32wt%H,其峰值流动应力降低了约55%;此外,适量置氢可以显著降低Ti-6Al-4V合金的超塑性变形温度,较原始合金最佳超塑变形温度可降低60℃～100℃,置氢0.11wt%H,在840℃获得了1190%的延伸率,较相同条件下的原始合金延伸率提高75%。文章研究结果可为超塑成形、超塑成形/扩散连接工艺及生产提供优化参考。     

钛合金置氢过程的氢分布规律

采用定性的金相法和定量的除氢法两种手段研究置氢温度和保温时间对TA15钛合金中氢分布的影响规律,并应用ANSYS瞬态热分析模块对置氢过程的氢分布规律进行模拟.结果表明:钛合金置氢过程是一个扩散过程,开始阶段合金中氢含量沿截面呈梯度分布,边缘氢含量明显高于心部,内部组织存在明显差异,具有明显的组织分界线;随着保温时间增加和置氢温度升高,分界线向心部移动,组织趋于一致,组织分界线逐渐消失,氢分布达到均匀.模拟结果表明,研究结果与实验结果吻合,说明采用瞬态热分析模块模拟氢在钛合金中的扩散问题是可行合理的,关键在于确定模拟过程各个参数的对应关系.     

SiC纤维增强TB8复合材料层合板力学性能研究

通过箔-纤维-箔法制备了SiC纤维增强TB8复合材料,利用光学电子显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和力学性能试验机对SiC纤维增强TB8复合材料层合板的微观组织、断口形貌与力学性能进行表征与分析,研究了铺层方式对SiC纤维增强TB8复合材料层合板力学性能的影响.结果 表明:880℃/50 MPa/2h的热压工艺下,S...     

超声固结Ti/Al叠层复合材料力学性能分析

以1100铝箔以及TA1钛箔为原材料,通过超声固结制备了Ti/Al箔材金属层状复合材料试样,应用准静态拉伸试验研究了Ti/Al叠层复合材料的力学性能与Ti,Al箔材力学性能之间的关系,获得了不同温度条件下的Ti/Al叠层复合材料的力学性能变化规律,利用数码相机记录了Ti/Al叠层复合材料的拉伸变形过程及失效形式,采用扫描电镜(SEM)对其断口进行分析,通过原位三点弯曲试验对其弯曲变形过程进行分析。结果表明,Ti/Al界面成形了可靠的连接,变形性能较好的Ti层带动Al层协调变形,提高了整体的变形能力,延伸率可达31%,随着变形温度的提高,延伸率逐渐降低;室温条件下Ti,Al层清晰可见且开裂,Ti,Al层断口上均布满了大小不等的韧窝,高温条件下Ti,Al开裂不明显,局部的韧窝的尺寸更大;在弯曲变形过程中,裂纹在Ti层、Ti/Al界面的不断转移,吸收变形过程中的能量,延缓了裂纹的扩展。