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对厚20 mm的TC4钛合金板真空电子束连接过程温度场进行数值模拟,并对其进行了退火处理。采用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、冲击试验机等分析了退火前后电子束接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4钛合金真空电子束连接过程中连接区及其附近热影响区存在较大的温度梯度,可高达1 000℃;退火处理后接头组织为针状马氏体α′相,热影响区组织为针状马氏体α′相和原始的α相与β相,电子束接头显微组织组成相未发生变化,但其晶粒尺寸细化;退火处理消除了电子束接头热影响区到母材区的硬度突变现象,接头抗拉强度达到母材的98%,冲击韧度较退火前提高了6.0%以上。 相似文献
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采用基于冷金属过渡焊接的电弧熔丝增材制造技术(CMT-WAAM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti6321)合金,研究了热处理对Ti6321合金显微组织、力学性能的影响。研究表明,沉积态Ti6321合金组织由不规则的多边形原始β晶和晶界α相(αGB)组成,晶内分布有厚度不均的α片层和少量β相。经α+β两相区退火后,α片层内部的位错密度降低,其中,700℃退火后强度和冲击吸收功均有所降低,800℃退火后冲击吸收功提高,且强度达到1050 MPa以上。经双重热处理后析出次生α相(αs),晶界α相(αGB)弱化呈断续分布,Ti6321合金冲击吸收功最高达到34 J。不同热处理状态下的冲击断口均有大量韧窝,为典型的韧性断裂。 相似文献
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随着先进制造领域对高速钢材料切削性能和加工性能的要求越来越高,迫切需要利用氮化物薄膜来提高基体材料的硬度和耐磨性等综合性能,延长高速钢材料的使用寿命。通过 TiCrN 薄膜提升高速钢材料的使役性能,研究脉冲偏压占空比对 TiCrN 薄膜微观结构和性能的影响规律,实现薄膜沉积工艺的优化。采用电弧离子镀方法,通过改变脉冲偏压占空比在 M2 高速钢基体和单晶硅片上沉积 TiCrN 薄膜。研究发现,脉冲偏压占空比的增大有助于减少膜层表面大颗粒数量,改善膜层表面质量;占空比从 10%增加到 60%,TiCrN 薄膜厚度先增大后减小,30%占空比时,TiCrN 薄膜的厚度达到最大值 623.8 nm, 60%占空比时,TiCrN 薄膜的厚度达到最小值 517.4 nm。当脉冲偏压占空比为 10%时,Cr 元素含量为 33.9 at.%,晶粒尺寸达到最小值 12.692 nm,纳米硬度和弹性模量分别为 29.22 GPa 和 407.42 GPa。当脉冲偏压占空比为 30%时,Cr 元素含量达到最小值 33.07 at.%,此时 TiCrN 薄膜晶粒尺寸达到最大值 15.484 nm,纳米硬度达到最小值 25.38 GPa,稳定摩擦因数达到最大值 0.9。所制备的 TiCrN 薄膜均以(220)晶面为择优取向,晶粒尺寸在 12.692~15.484 nm,纳米硬度都在 25 GPa 以上, 是 M2 高速钢的 2.8 倍以上。在脉冲偏压占空比为 20%时,TiCrN 薄膜摩擦因数最小为 0.68,磨痕宽度为 0.63 mm,自腐蚀电位达到最大值-0.330 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值 0.255 μA / cm2 ,腐蚀速率最低,耐腐蚀性能最强。与 M2 高速钢基体相比,TiCrN 薄膜的硬度、耐腐蚀和摩擦磨损性能都显著提升,Cr 元素和离子轰击作用是影响 TiCrN 薄膜性能的主要因素。研究结果为硬质薄膜工艺优化提供了一定的试验依据,TiCrN 薄膜在刀具材料性能提升方面有较好的应用前景。 相似文献
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基于热-力耦合的焊接热弹塑性有限元法,建立运动电弧作用下的二维体热源模型.采用"生死单元"技术实现焊缝的顺序生长来完成温度场的计算;选择平面应变模型,计算大厚度多道焊接的残余应力,最终得到钛合金厚板焊接过程温度场和应力场分布以及厚板焊接接头的三维应力的分布规律,并与钛合金厚板应力测试结果进行对比验证,两者很接近.该研究结果为钛合金厚板焊接接头残余应力的研究提供了参考. 相似文献
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利用微弧氧化技术,在Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb合金表面制备陶瓷涂层。用扫描电镜和X射线衍射仪观察并分析陶瓷膜层的组织形貌和相结构,用电子万能材料试验机和数字万用表研究膜层的结合强度和绝缘性,并用MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机和YWX/Q-750盐雾试验机考察涂层的摩擦性能和耐腐蚀性能。结果表明:陶瓷层主要由金红石TiO2相和锐钛矿TiO2相构成,膜基结合强度达到30MPa以上,膜层绝缘性和耐腐蚀性良好,耐磨性得到明显改善,涂层的磨损机制表现为轻微的磨粒磨损与粘着磨损。 相似文献
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采用透射电镜和金相显微镜等分析方法,研究Ti10V2Fe3Al合金ω相的形成规律和ω相对合金性能的影响.结果表明:当采用双重退火制度时,第一退火温度高于相变点或第二退火温度低于再结晶温度时,有大量ω相析出,此时合金的强度较高,但塑性非常差,无法满足使用要求;同时,在采用单重热处理制度的条件下,当处理温度高于相变点时,随着处理温度的升高,ω相析出迹象越明显,合金的塑性降低. 相似文献