Ti600高温钛合金中析出物与蠕变性能的关系

根据Ti600合金中析出物的特点,设计5种热处理工艺,研究不同热处理工艺下合金的蠕变性能。结果表明:Ti600合金经1060℃固溶处理后,随着时效时间的延长,蠕变过程中动态析出效应逐渐减弱,合金对应的抗蠕变性能增强。在时效过程中,当有α2相形成时,合金具有最强的蠕变强化效应。Si元素无论是以固溶状态还是以析出状态存在,都具有蠕变强化作用,但固溶状态的强化效果优于析出状态的。固溶后时效时间的不同表明Ti600合金存在不同程度的蠕变动态析出强化效应,但是这种强化效应也伴随着析出物形成过程的扩散效应,这种扩散效应抵消了动态析出的强化效果。因此,为了强化蠕变性能,合金应该在充分时效的情况下使用。     

固溶冷却速度对短时高温钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶冷却方式对一种新型短时高温钛合金热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明,合金经近β区高温固溶及不同方式冷却后产生不同的相产物,空冷后的相产物为α+β相,油冷和水冷后的相产物均为α′+α″相。随着冷却速度的提高,合金强度提高而塑性降低。钛合金固溶处理后采用油冷方式可获得较好的综合力学性能,室温抗拉强度>1 150 MPa,延伸率>8%。     

应变对两相区固溶处理Ti-55531合金室温压缩变形机制的影响

使用Gleeble3800热模拟试验机和6.3MN锻造模拟试验机对两相区固溶处理Ti-55531合金进行室温压缩变形实验,运用SEM、XRD和TEM分析变形组织,研究应变对两相区固溶处理Ti-55531合金室温压缩变形机制的影响。结果表明,两相区固溶处理Ti-55531合金组织由初生α_p相和残余β_r相组成,α_p相的硬度低于β_r相;当室温压缩工程应变量为8%～10%时,合金位错主要集中于α_p相中;随着应变的增加,α_p相中的位错密度增大,当工程应变量增大到20%时,大量位错在α_p相与β_r相的相界面处聚集,α_p相内形成严重的位错塞积和位错缠结,β_r相中滑移系开动的数量也逐渐增多;当工程应变量增大到30%时,β_r相中也出现了位错塞积和位错缠结;应变量继续增大,当工程应变量增大到60%时,等轴的初生α_p相沿变形方向被拉长,同时α_p相和β_r相中均出现大量位错胞。     

动态冲击条件下Ti-15Mo时效钛合金的变形机制

通过固溶时效处理Ti-15Mo合金获得片层组织,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）研究应变速率对变形机制产生的影响,结合绝热温升、显微组织和硬度分析表明：由于位错与第二相的相互作用,导致流变应力曲线发生波动。提高应变速率,一方面造成应变速率强化;另一方面促进绝热升温软化。合金温度达到379K时,热软化效应超过应变硬化效应,变形方式由均匀塑性变形变为绝热剪切变形。绝热剪切带的宽度随切应变的增加而增大,通过亚晶旋转再结晶机制产生等轴晶粒。再结晶的界面强化导致组织硬度由高到低为：混合组织>条状组织>基体组织。时效处理抑制应力诱发孪生（TWIP）效应,造成合金较低的应变硬化能力,劣化材料的动态力学性能。     

Ti-1300钛合金挤压管材组织性能研究

通过室温拉伸测试和显微组织观察,研究了挤压温度和热处理工艺对Ti-1300钛合金挤压管材显微组织和力学性能的影响,讨论了热加工工艺、显微组织和力学性能之间的关系。结果表明:Ti-1300钛合金在两相区挤压后的横向组织均匀细小,纵向组织沿挤压加工流线破碎均匀;其拉伸强度高达1 445 MPa。管材在相变点以上的高温固溶组织主要由等轴β相晶粒组成,具有较好的塑性。合金两相区挤压后具有较好的强度和塑性的匹配,两相区挤压的塑性明显优于β单相区挤压,尤其面缩。试样经过固溶时效处理后显微组织明显细化,强度大幅度提高,可达1 300 MPa以上。     

热加工工艺对Beta-C钛合金组织和力学性能的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机在应变速率为20 s~(-1)、变形温度为780~920℃的条件下对Beta-C钛合金试样进行热模拟实验,分析该合金的热变形行为,并在此基础上研究一次镦拔和多次镦拔对Beta-C钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:当压缩温度为780℃时,热压缩试样出现剪切开裂;当压缩温度为830~920℃时,热压缩试样表面完好,可进行热加工。在相变点以上100℃的β相区进行多次镦拔后,Beta-C钛合金棒材的显微组织可得到明显改善,晶粒更加细化、均匀,综合力学性能得到提高。     

Ti-35V-15Cr-Si-C合金退火过程中组织演化行为

采用不同的分析测试方法对Ti-35V-15Cr-x Si-y C合金不同退火和固溶温度下组织形态和相结构演变进行了研究。结果表明,Ti-35V-15Cr-xSi-yC合金在900℃以下退火,退火组织的晶界中的小晶粒增多,但长大趋势不明显,不同退火温度条件下,合金组织差别不大。当退火温度超过900℃,晶界小晶粒开始明显长大,合金组织形态发生明显变化。合金组织中有4种析出相:球状颗粒的Ti_2C、鸡爪型的(TiV)C、点状颗粒的Ti5Si3以及少量的针状α相。鸡爪型(TiV)C开始溶解的温度范围为950~1000℃;点状颗粒Ti_5Si_3开始溶解的温度范围为1000~1050℃。在1200℃的高温条件下,球状Ti_2C发生部分溶解。     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅷ)——利用三类α相设计三态组织

针对钛合金复杂显微组织结构设计和认识需求,在传统钛合金金相学理论知识基础上,对钛合金的显微组织结构进行了进一步解析,指出钛合金的显微组织结构可以从形态学和结构学两个方面理解。以形态学为基础,提出钛合金中的α相可以根据生成阶段的不同,分为一次α相、二次α相和三次α相,并对三类α相进行了定义。最后,以两相钛合金为例,说明如何利用三类α相设计三态组织,从而更好地协调不同性能对组织要求的冲突性。     

一种新型耐650℃高温钛合金的氧化行为

研究了新型耐650℃高温钛合金Ti650在600～700℃下的氧化行为。通过氧化增重试验研究了氧化动力学规律,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了氧化膜的相结构和表面形貌,同时测试了氧化层对力学性能的影响。结果表明,Ti650合金氧化过程分为氧化初始阶段(<50 h)和氧化稳定阶段(50～100 h)。氧化初期质量增益迅速上升,当氧化时间超过50 h后,氧化速度减慢并趋于平稳,氧化进入稳定阶段。Ti650合金的氧化反应指数n值大于2,表明Ti650合金在700℃以下具有良好的抗氧化性能。Ti650合金的氧化反应产物主要为TiO_2,呈颗粒状。随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,TiO_2颗粒尺寸增大。     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅱ)——共析和有序化转变

总结了钛合金中可以发生共析和有序化反应的合金元素,讨论了其共析性质及分类机制,指出在钛合金中,合金元素与Ti元素的结合次数Bo可能是决定合金共析性质的关键因素.最后,对钛合金中重要的共析元素及它们与Ti元素形成的中间相分别进行论述,分析了这些中间相性质及析出特点.本文是对钛合金固态相变论述的完善,也对合金设计过程中合金元素的选取具有指导意义.