径向锻造方式对TC6钛合金棒材组织和拉伸性能的影响

通过改变径向锻造方式研究了TC6钛合金棒材组织和性能的变化,对显微组织及拉伸性能进行了表征。结果表明:与传统的径向锻造方法相比,工艺改进后棒材的组织均匀性增加,心部和边部显微组织趋于一致。工艺改进后棒材的强度比改进前的高约10%,伸长率基本不变;冲击性能略低于改进前的。     

β相区锻造变形量对TC1钛合金板坯组织和性能的影响

通过增加β相区锻造变形量研究了TC1钛合金板坯组织和性能的变化,用金相显微镜观察了微观组织,并测试了力学性能。结果表明:增加β相区锻造变形量后,TC1板坯的心部晶粒尺寸及组织均匀性改善较明显;并使板坯各部位晶粒破碎更加充分,长条状α晶粒被破碎成近似等轴状的晶粒,整板的组织均匀性更高。由于晶粒的细化及组织的均匀性提高,使TC1板坯的力学性能及均匀程度均提高。     

变形量及热处理对高标纯钛管材组织与性能的影响

对高标Gr.2(TA2)纯钛管材冷加工变形量及热处理温度对室温力学性能及显微组织的影响进行分析。结果表明:冷加工变形量为48%时,经500℃热处理,局部出现少量等轴晶,90%以上为加工态组织;经550℃热处理,可获得晶粒尺寸小于5μm的细小等轴晶;冷加工变形量达到60%时,经500℃热处理,可获得晶粒尺寸小于5μm的细小等轴晶;当冷加工变形量为48%、热处理温度选择550~600℃,冷加工变形量为60%、热处理温度选择500~600℃,可获得满意的力学性能及显微组织。     

固溶加时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响

研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明:与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下(750℃×1 h/AC),当时效温度为500℃时,时效8~24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360~1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340~2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC+450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。     

变形量及热处理温度对Ti35合金厚壁管材组织与性能的影响

对Ti35合金厚壁管材最后一道次的冷加工变形量及热处理温度对其室温、100℃、150℃力学性能及显微组织的影响进行分析。结果表明:在最后一道次冷加工变形量相同的条件下,随热处理温度的升高,Ti35合金管材的强度降低,延伸率增加;在热处理温度相同的条件下,随变形量的增加管材强度增加,但变形量为36%的管材室温延伸率远高于变形量为41%、52%的管材;最后一道次冷加工变形量为41%、52%时,经600、650℃热处理后,均可获得力学性能优异的成品管材,且晶粒为均匀细小的等轴晶。     

热处理工艺对TC11锻件显微组织和力学性能的影响

研究了TC11锻件热处理工艺对其组织和力学性能的影响。结果表明:TC11锻件中初生α相的含量和尺寸对力学性能影响较大,初生α相和β转变形成的α丛的大小和形貌对冲击韧性和硬度影响较大;随着冷却速度降低,α相长大,β相转变得到的α丛变大,使得材料强度降低,塑性、冲击韧性和硬度升高;相同温度下的双重退火与固溶/时效相比,锻件强度降低,但塑性、冲击韧性和硬度等性能提高。因此,可以通过调整热处理工艺来控制TC11锻件的组织,进而得到强度、塑性、冲击和硬度的合理匹配,为高标准用TC11锻件的生产提供指导。     

Gr.12钛管加工工艺研究

采用相同模具不同挤压工艺、相同挤压工艺匹配不同的模具硬度及表面粗糙度制取Gr.12钛管坯,对挤压后管坯内壁有缺陷部位进行了SEM、EDS分析;将不同轧制工艺制备的管材进行超声探伤、矫直对比分析。发现管坯内壁有缺陷部位存在钛/铜共晶现象;当模具硬度HRC≤35、表面粗糙度Ra≥1.6μm时,挤压后的管坯表面质量不稳定;当采用单铜包套挤压制取管坯时,挤压针的硬度下降较快,管坯内壁质量较差;挤压制坯时采用内孔铜/钢双包套,挤压温度760～790℃,挤压比不大于18时,可以稳定地得到表面质量较高的Gr.12管坯,挤压针的硬度下降较为平缓。当在管坯开坯前预先对管坯进行Q≤0.1、ε≤35%的加工,然后再进行轧制且轧制时道次间的变形量不大于52%时,可以得到表面质量较好的成品管材。按照以上工艺进行批量加工时,管材轧制及矫直时的裂纹发生率≤1‰,其无损超声检验合格率可以达到95%以上。     

航空发动机转子叶片用TC4棒材研制

为了获得综合性能良好的航空发动机高压压气转子叶片用TC4棒材,采用相变点以上大变形和相变点以下多火次小变形两种变形方式相结合的工艺路线,制备航空发动机转子叶片用TC4Φ20 mm、Φ40 mm棒材,通过力学数据、金相组织及超声波探伤检验的试验手段进行分析研究,结果表明:(1)按照试验路线生产的TC4棒材,低倍组织均为模糊晶,不存在裂纹、折叠、气孔、金属或非金属夹杂、偏析、缩尾和其它肉眼可见的缺陷;高倍组织分布均匀,晶粒尺寸细小,没有流线形成,均为等轴双态组织;(2)按照试验路线生产的TC4棒材,室温力学性能、高温力学性能等综合性能良好,均满足标准要求,且性能稳定;(3)按照试验路线生产的TC4棒材,超声波探伤检验满足Φ0.8~12 d B杂波水平要求,无缺陷波。     

TA10钛合金熔炼工艺的改进及性能分析

TA10钛合金铸锭传统的制备方法是合金元素镍以纯镍片形式添加,经二次VAR熔炼获得铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,发现表面有微裂纹存在。经无损探伤检测和能谱微区成分分析,确定为镍富集的冶金缺陷。为此对熔炼工艺进行了改进,Mo、Ni合金元素以Ti-Mo-Ni中间合金碎屑添加,经二次VAR熔炼制备铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,宏观和无损探伤检验未发现有微裂纹;化学成分分析和性能检测表明,铸锭侧面Mo、Ni合金元素波动范围≤0．017％,头、尾横截面波动范围≤0．07％,分布均匀,力学性能满足要求。     

TA10钛合金熔炼工艺的改进及性能分析

TA10钛合金铸锭传统的制备方法是合金元素镍以纯镍片形式添加,经三次VAR熔炼获得铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,发现表面有微裂纹存在。经无损探伤检测和能谱微区成分分析,确定为镍富集的冶金缺陷。为此对熔炼工艺进行了改进,Mo、Ni合金元素以Ti-Mo-Ni中间合金碎屑添加,经二次VAR熔炼制备铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,宏观和无损探伤检验未发现有微裂纹;化学成分分析和性能检测表明,铸锭侧面Mo、Ni合金元素波动范围≤0.017%,头、尾横截面波动范围≤0.07%,分布均匀,力学性能满足要求。