Process factors influencing spinning deformation of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

As a successively and locally plastic deformation process, ball backward spinning is applied for the purpose of producing thin-walled tubular parts with longitudinal inner ribs. By simplifying ball backward spinning as forward extrusion mechanics model, slab method is used in order to solve spinning force. Based on plastic mechanics, the influence of the process parameters involved on formability of inner ribs as well as the quality defects of spun parts is analyzed so as to present an approach to acquire the desired parts. The quality of inner ribs is one of the critical tasks in obtaining the desired spun workpieces and the height of inner rib depends greatly on spinning material,ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank. The knowledge of the influence of process variables such as ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank on the spinning process is essential to prevent the quality defects of the spun parts and obtain the desired spun parts.     

Hydrogen-induced hot workability in Ti-6Al-4V alloy

The effect of hydrogen on hot deformability of Ti-6Al-4V alloy was investigated by isothermal hot compression test with temperature of 800 ℃ and velocity of 0.1 mm/s. By optical microscopy （OM） and transmission electron microscopy （TEM）, the influence of hydrogen on the microstructural features was systematically examined including the morphology of a grain, volume fraction of a phase and dynamic recrystallization （DRX）. The flow stress shows an initial decrease but a later increase with the increase of hydrogen content. The minimum of peak compression flow stress is obtained when 0.2% hydrogen is added into the alloy. The hydrogen-induced softening of Ti-6Al-4V alloy may be that hydrogen induces the increase of proportion of soft β phase, the increase of DRX and the increase of extent of twins.     

一种含Re叶片钢的热处理工艺和组织性能研究

为了掌握含Re的高温叶片用钢11Cr10Co2W2MoReVNbNB的最佳热处理工艺和组织性能,对钢进行了热处理工艺试验和组织性能分析。采用Gleeble3800型热/力模拟试验机测定了钢的相变点,采用INSTRON-5582型电子拉力试验机、HVS-1000型维氏硬度计测定了钢的力学性能,采用Olympus-PMG3型光学显微镜、SUPRA55型扫描电镜、FEI Tecnai G2 F30型透射电镜分析了钢的组织性能。实验结果表明:钢在1 100~1 140℃内淬火、在660~700℃内回火时,淬火温度和回火温度对材料性能基本没有影响;与其他高温用12%Cr钢相比,11Cr10Co2W2MoReVNbNB钢具有良好的韧性,室温V型冲击性能高达40 J以上;钢的组织为回火索氏体,组织均匀、晶粒细小。钢的最佳热处理工艺为(1 120±10)℃油冷+(690±10)℃空冷,钢的主要强化相为M23C6,Re主要存在于基体中,起固溶强化作用。     

金属-氢系统的第一性原理计算研究进展

金属-氢系统的研究是材料领域中非常重要的一个研究方向,对其进行深入系统的研究对于解决氢脆问题、明确过渡金属催化氢机理、发展储氢材料及热氢处理技术都具有重要作用.为明确金属-氢相互作用的微观机理,本文综述了基于第一性原理的金属-氢系统的研究现状,阐述了氢对金属的晶体结构、电子结构、力学性质的影响及其氢在金属表面及内部的吸附、扩散行为, 指出了现有研究的局限性,并展望了未来第一性原理在金属-氢系统研究领域中的发展方向.     

多向锻造对M50钢一次碳化物破碎机制的影响

在1 000 ℃和1 100 ℃对M50钢进行了累积应变分别为1.2和5.4的多向锻造(MDF)试验,分析了温度和累积应变量对M50钢碳化物破碎的影响。结果表明,原始M50钢中粗大的棒状一次M₂C型碳化物经多向锻造后破碎明显,颗粒状M₂₃C₆型碳化物在1 100 ℃下明显溶解,低温多向锻造使碳化物呈现更细小的尺寸和更分散的形态。锻件不同位置由于变形程度的不同,碳化物的破碎程度也不同,变形量大的位置碳化物破碎更明显。低温和高应变量强化了应力集中水平,使一次碳化物的破碎程度增加。应力集中是碳化物破碎和分散的主导驱动力。     

Ti6Al4V合金热氢处理组织演变研究

应用热压缩、固溶淬火和真空退火热处理研究了未置氢和置氢0.18wt.%Ti6Al4V合金不同的工艺条件下的微观组织演变,并且通过硬度测试分析了微观组织和机械性能之间的关系.结果表明:置氢降低了Ti6Al4V合金的热变形抗力,促进了固溶淬火过程中马氏体转变的发生,使得真空退火得到的双态组织更加细小.对于未置氢和置氢的Ti6Al4V合金来说,合理的工艺顺序均应该是:热变形,固溶淬火和真空退火,并且最终都能得到双态组织.     

钛合金高温短时蠕变与应力松弛的关系研究*

蠕变或应力松弛被认为是钛合金板材热成形降低回弹的主要机理。目前对热校形阶段中的蠕变与应力松弛的区别及联系尚缺乏深入研究。本文主要进行了钛合金高温短时蠕变及应力松弛实验, 利用TEM对实验后的显微组织进行了观察。分别研究了温度、应力及时间对蠕变和应力松弛行为的影响规律, 从蠕变率-时间和蠕变-时间角度建立了蠕变与应力松弛之间的联系。研究表明: 钛合金在低温低应力下蠕变以原子扩散为主, 高温高应力下以位错滑移和攀移为主, 而应力松弛在不同温度时均以位错攀移为主要变形机制, 基于蠕变数据预测的应力松弛行为与实验结果符合较好。     

不同晶粒尺寸钛合金高温压缩力学行为研究

为了解不同晶粒尺寸钛合金的高温变形力学行为,对α相平均晶粒尺寸分别为6、12μm和20μm的TC4钛合金进行了高温压缩试验,研究了晶粒尺寸和变形参数对TC4钛合金高温压缩力学行为的影响,建立了不同晶粒尺寸TC4钛合金的高温变形本构方程.研究表明:应变速率为10-4s-1时6μm的细晶钛合金出现超塑现象,应变速率在10-3～10-1s-1范围时,变形初期不同晶粒尺寸钛合金的流动应力符合Hall-Petch关系,由于细晶钛合金流动应力软化速度较快,变形至稳态阶段时细晶钛合金流动应力低于粗晶合金.     

热变形参数对TC21钛合金微观组织的影响

通过在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行的等温恒应变速率压缩试验和金相及透射分析,研究了变形温度和应变速率对TC21钛合金热变形后微观组织的影响.结果表明:变形温度和应变速率对TC21钛合金的变形组织有着显著的影响.在两相区,随着变形温度的升高,组织中初生α相含量减少,β相含量增加;在应变速率为0.01 s-1、变形温度为860和890 ℃时,初生α相发生了再结晶.随着应变速率的增加,马氏体条变窄,当应变速率较低时(0.01 s-1),组织中观察了再结晶晶粒.     

0.2%氢对Ti-22Al-25Nb合金O相转变和B2相再结晶的影响

通过对Ti-22Al-25Nb合金置氢,研究氢对Ti-22Al-25Nb合金O转变及B2再结晶过程的影响。结果表明,在添加质量分数0.2%的氢后Ti-22Al-25Nb合金的热处理过程中,相变过程加快,相变点降低。并且氢促进B2相再结晶过程,960℃时的晶粒尺寸从135μm细化到60μm。在升温过程中氢促进强化相O相分解为B2相,并促进α2相从颗粒状转变为条状。在750℃保温时氢促进O相在晶界处优先析出并迅速长大,氢加快了B2→O相的转变过程。