铸态Al-4. 5Cu/TiB2 复合材料组织和性能的研究

提出一种新型的原位反应合成工艺——熔体反应法, 以TiO₂、H₃BO₃、Na₃AlF6 和Al-Cu 合金为原材料, 采用熔体反应法制备了低成本的内生颗粒增强Al-4. 5Cu/TiB₂ 复合材料。TiB₂ 颗粒细小, 平均尺寸为0. 93 Lm, 均匀分布于基体之中, 与基体结合良好。当TiB₂ 的含量为10 vo l% 时, 复合材料的抗拉强度为416. 7M Pa, 屈服强度为316.9M Pa, 延伸率为3. 3%。      

低成本γ—TiAl排气阀研究现状

重量轻与相当于Ni-基超合金的高温强度相结合,使得γ-TiAl合金成为可替代传统钛合金的较为理想的排气阀结构材料。排气阀重要的减轻可以减小阀体与汽缸之间的摩擦,进而提高燃料的燃烧效率,然而,应用γ-TiAl合金必须克服一般航空材料高成本、小批量的生产方式,以便使γ-TiAl排气阀能够广泛地应用到汽车工业中。本文将几种可用于制造排气阀的结构材料进行了对比,结果表明γ-TiAl的密度是小于传统钛合金,蠕变和疲劳性能与IN-751相当,是理想的排气阀结构材料,此外,还讨论了γ-TiAl合金排气阀生产,以及日后发展可能遇到的一些问题。     

TiAl基合金/金属型界面反应规律研究

利用感应凝壳熔炼（ISM）法,在金属型中离心浇铸了Ti-48Al-2Cr-2Nb(at%)合金汽车排气阀,并利用SEM,XRD和EMPA等检测方法对排气阀的表面层结构进行了分析。结果表明,排气阀表面上的铁含量约为0．3wt%,渗铁层厚度为3μm左右。由于金属型与合金熔体之间的反应,以及铸型的强冷却作用,使得排气阀表面上出现了一定厚度的硬化层,其厚度要远大于渗铁层,这对于提高铸件表面的耐磨性和强度是非常重要的。     

粉末粒度偏析对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金拉伸性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备洁净的Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末,用热等静压包套技术制备全致密的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金。采用常规工艺填充5种不同粒度分布的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末样品并进行热等静压处理,得到全致密的粉末合金;并采用长时间振实工艺填充一组粉末冶金样品。结果表明:以常规工艺填充的粉末样品制得的5组粉末合金压坯的气体含量处于同一水平,晶粒尺寸最大差异在10μm左右,合金的室温和低温拉伸性能无明显差异。长时间振实工艺填充粉末会引起大颗粒粉末聚集于包套上部、细小颗粒粉末则向下沉降的粒度偏析现象,该现象对粉末合金的室温性能无明显影响,但造成包套端部合金样品的低温塑性显著下降,下降幅度达50%。     

氢对Ti-60钛合金显微组织和高温力学性能的影响

随着氢浓度增加,Ti-60合金中的初生α相的体积分数、（α＋β）→β相变点及高温屈服强度均连续降低．高温拉伸时合金的最低屈服点出现在相应氢浓度下的（α＋β）→β相变点处,进一步增加氢含量反而使合金的屈服强度升高,其原因是氢强化了β相-Ti-60合金中氢浓度w（H）与（α＋β）→β相变点满足方程：t（α＋β）→β（℃）=815＋210exp（-3w（H））．900℃拉伸时,0．3％的氢使合金的屈服强度降幅达70％．     

固溶时效处理对Ti-15-3合金显微组织及力学性能的影响

用金相显微镜、透射电镜和电子拉伸机研究了固溶时效处理对Ti-15-3合金组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-15-3合金经固溶与时效处理后,析出的针状α相随原始β相晶粒尺寸的增大而变得细小、均匀,合金的强度增大,塑性降低;在α相析出形式一致的前提下,强度的高低取决于α相的尺寸和α相所占体积分数;在650～710 ℃高温时效状态下,温度越高析出的α相越少且尺寸细小.因此,合金的强度和塑性受α相的数量、大小、均匀性等综合因素的影响.     

钛合金粉末热等静压近净成形成本分析

采用粉末冶金热等静压近净成形（NNS-PM-HIP）技术制备了几种典型的钛合金结构件,利用技术成本模型分析了NNS-PM-HIP工艺制备钛合金构件的经济性,并与其他成形工艺进行了对比。结果表明：随着工件尺寸的加大、复杂程度的提高,包套/模具的制作以及热等静压成为影响采用NNS-PM-HIP技术制备钛合金构件成本的主要因素。有限元模拟仿真的介入和工件的批量化生产使得NNS-PM-HIP工艺的成本显著降低。与锻造等工艺相比,工件越复杂、尺寸越大,以及原材料成本占总成本比例越低,NNS-PM-HIP工艺成形钛合金构件的优势越发突出。     

氢对T52YL钛合金性能的影响

研究了氢对T52YL钛合金机械性能的影响,并应用光学显微镜、扫描电镜观察分析了各种状态合金的显微组织、断口形貌.结果表明,内部微量氢促使合金的脆性断裂,属于第一类氢脆(即氢化物氢脆).分析讨论了氢对合金脆性的作用机理.     

T52YL钛合金的吸氢行为及组织结构

本文研究了在氢压为0.05 MPa、保温100 min时的T52YL钛合金吸氢行为和组织结构变化及氢环境对其机械性能的影响.结果表明吸氢温度在374-715℃范围内,盘材和棒材的变化规律相似,先随温度的提高吸氢量逐渐增加,并且在500℃左右有一个吸氢峰,含氢量约为2.0%(质量分数),然后随温度继续提高吸氢量变化不大,基本维持在(1-1.5)%;微量氢已使α相中析出γ氢化物,随氢含量的增加氢化物不断增多、增大;在氢环境中氢脆敏感性很弱.     

碳含量对Ti-60合金时效过程中硅化物的影响

Ti-60合金在β和α β相区固溶处理后空冷,形成的片状组织和双态组织中没有硅化物析出.随后在700～800℃时效处理168 h,在α/β片层界面、α片层内及初生α相内析出S2类型的硅化物(Ti,Zr)6Si3.C的加入阻碍硅化物在界面处和基体中的形核和长大,降低硅化物的析出速率.随着合金中C含量的增加,显著减小时效过程中硅化物的析出尺寸,这是由于C的加入,基体中固溶Si的能力增加及Zr原子扩散速度降低所导致的结果.相同温度下时效处理,双态组织中析出的硅化物尺寸比片状组织大.时效温度升高,硅化物的析出直径增大.