匀强电场作用下纯铝在480 ℃的拉伸变形行为

从晶体的位错结构出发,研究了电场对纯铝在480℃变形时的作用机理;用光学显微镜和扫描电镜对材料的显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明:外加电场可以降低纯铝高温变形时的屈服强度和塑性变形的流变应力,降低了变形时晶粒内的位错密度;同时外加电场有效地抑制了变形时空洞的形成,提高了断裂伸长率;施加匀强电场的强度和极性对于纯铝高温变形过程中位错运动的影响不同。     

置氢0.11%Ti-6Al-4V合金超塑变形行为及其机制

研究了置氢0.11%的Ti-6Al-4V在800～900℃温度范围和3×10(-4)～1×10(-2)s(-1)应变速率范围内的超塑变形行为,应用光学显微镜研究了变形过程中的组织演变.结果表明:置入0.11%的氢能够显著改善Ti-6Al-4V超塑变形行为,峰值应力较原始合金降低了15～33 MPa,应变速率敏感性指数m值提高至0.497,变形激活能为322 kJ·mol(-1);在840～860 ℃温度范围和3×10(-3)～1×10(-3)s(-1)应变速率范围内,具有最佳超塑性,其延伸率最高达到1530%.0.11%的氢使α相及β相软化的同时促进了动态再结晶,提高了位错的攀移能力并且降低了位错密度;α和β两相比例未发生显著变化,适当的比例在变形过程中有利于两相相互抑制长大.置氢后超塑变形机制与未置氢相同,主要为界面的滑动和晶粒的转动,而位错的运动及动态再结晶为其协调机制.     

Influence of hydrogenation on microstructures and microhardness of Ti6A14V alloy

The microstructures of Ti6A14V alloy after hydrogenation were investigated by optical microscopy（OM）, X-ray diffraction（XRD） and transmission electron microscopy（TEM）. The influence of hydrogenation on the hardness of α and β phases was analysed by microhardness testing. The influence of hydrogenation on alloying elements diffusion was studied by electron probe microanalysis（EPMA）. The microstructural observation reveals that hydride δ （FCC structure） as well as large number of dislocations precipitate in the specimens with 0.278% and 0.514% hydrogen, and a lot of twins are found in the specimen with 0.514% hydrogen, simultaneously. The result of microhardness testing shows that the hardness of a and β phases increases synchronously with the increase of hydrogen and the hardness increment of β is larger than that of a. According to analysis of EPMA, the diffusion ability of alloy elements Al and V increases after hydrogenation. It is considered that hydrogen solution strengthening and V element diffusion are the main factors causing the hardness of a phase increase with the increase of hydrogen, and the formation of δ hydrides, lattice defects, hydrogen solution strengthening and Al element diffusion jointly cause the hardness of β phase increase with the increasing hydrogen.     

置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结组织性能研究

采用置氢TC21钛合金粉末模压成形+保护气氛烧结工艺,研究置氢TC21钛合金粉末模压成形-烧结合金的组织性能的变化规律.结果表明:置氢量0.22%(质量分数,下同)和0.39%的TC21粉末烧结体组织较细,致密化程度也较高,置氢量0.39%的TC21粉末烧结体退火后的抗压强度和屈服强度最高.随着置氢量的增加,置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体片层组织尺寸变薄、针状的组织变细,晶粒尺寸变小;置氢TC21钛合金粉末模压成形烧结体退火后组织较退火前发生了明显的均匀化和细化;烧结体真空退火后氢含量达到安全状态,其中,置氢量0.39%的TC21钛合金粉末烧结体致密效果较好、综合力学性能较高.     

置氢TC21合金粉末压制方程研究

为建立置氢TC21钛合金粉末的压制性能评价体系,和置氢TC21合金粉末室温模压成形过程压制方程,测定了置氢TC21合金粉末外加压力、压坯密度及压坯强度与合金粉末置氢量的关系,将试验数据代入推导的置氢TC21钛合金粉末的压制方程之中,采用VB求解超限定方程组,计算出方程中所含的3个参数的值,并最终定量研究了这3个参数与置氢量的关系,确定了占主导地位的成形机制,最终得到了置氢TC21合金粉末压制性能及压制方程,从而为精确控制置氢钛合金粉末模压成形提供了依据。     

钛合金空心风扇叶片成形三维有限元分析

随着高旁路涡扇发动机在军用、民用飞机上的应用,采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术制造大尺寸钛合金宽弦风扇叶片已经成为涡扇发动机的一项关键制造技术.钛合金空心风扇叶片的成形过程包括3个阶段:扭转成形、热成形、超塑成形.在本研究中,为了分析空心风扇叶片的成形过程,建立了一个三维有限元模型,钛合金的变形行为符合Backofen方程.通过三维有限元模型,分析扭转速率、热成形模具下落速度、超塑成形目标应变速率、板材与模具之间的摩擦系数、芯板和面板的厚度比等参数对成形力的影响规律.研究表明,随着扭转速度、热成形模具的下落速度、目标应变速率、板材厚度比的提高,成形力将提高,而摩擦系数对成形力的影响很小.     

Research of the influence of thermohydrogen treatment on microstructural evolution and hardness of Ti600 alloy

研究了热氢处理对Ti600合金组织演变和硬度的影响. 结果表明: 热氢处理后,在Ti600合金中析出具有四方结构的硅化物粒子S3(0.357% H)和六方结构的硅化物粒子S1(0.497% H). 在氢的质量分数为0.357%和0.497%的试样中均发现有面心立方(fcc)的氢化物, 并且随着氢含量的提高氢化物表现出明显细化的趋势.Ti600合金的硬度随着氢含量的提高而提高, 其主要原因是氢化物、硅化物粒子以及晶格缺陷的存在.     

泡沫铝及其三明治结构累积叠轧制备

通过累积叠轧法制备泡沫铝.采用称重法研究泡沫铝孔隙结构,利用光学显微镜观察泡沫铝孔隙形貌.发现以TiH₂为发泡介质,当发泡温度660~680℃和发泡时间6~10 min时,利用累积叠轧法制备泡沫铝的孔隙结构特性最好.发泡温度和发泡时间的最佳值与发泡剂用量有关,TiH₂质量分数为1.5%,在670℃发泡8 min,泡沫铝的孔隙率可达到42%,孔径为0.43 mm.以制备的泡沫铝为夹芯,通过轧制复合制备了TC4钛合金/泡沫铝芯和1Cr18Ni9Ti不锈钢/泡沫铝芯三明治板.利用光学显微镜和能谱仪研究了三明治板的界面.面板与芯板间的化合反应形成了界面的反应层,界面实现了冶金结合.     

累积叠轧焊对L2纯铝力学性能影响的研究

通过实验研究了轧制道次、温度与材料状态对L2纯铝力学性能的影响。结果表明：材料的抗拉强度、屈服强度和显微维氏硬度随轧制道次的增加而增加，第10道次分别为190．44MPa、152．27MPa和49．3HV（载荷100g）；室温叠轧材料的强度要高于热叠轧的，而延伸率却低于热叠轧的；半硬化态L2纯铝和完全退火态L2纯铝的强化能力是一致的，但半硬化态L2纯铝的强化幅度要低于完全退火态的。     

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向高温变形机理研究

针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiC_f/Ti)成形的技术难题,利用沿垂直纤维方向基体具有大变形的能力,可以采用超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)成形出复合材料空心构件。在不同工艺参数条件下,测试了SiC_f/Ti复合材料的横向高温变形规律,并分析了变形温度、应变速率、纤维含量等工艺参数的影响规律,对不同参数条件下拉伸试件的微观组织和断口形貌进行了对比,分析了复合材料的高温变形机制。