硼对Ti-1023合金组织与性能的影响

采用真空自耗电弧炉熔炼添加硼元素的Ti-1023合金铸锭,对其进行一定的变形得到锻造棒材。利用金相显微镜、电子探针、万能材料试验机等设备对其进行宏观、微观组织及性能分析,研究硼元素对铸态与锻态Ti-1023合金组织与性能的影响。研究发现,硼元素作为一种高效的细化剂,能显著细化Ti-1023合金的铸态组织。硼化物倾向于以链状析出,对合金进行充分变形,能使硼化物充分破碎。微量的硼可以显著提高钛合金的强度,当硼含量在0.1%~0.2%(质量分数)时,Ti-1023合金的抗拉强度与屈服强度变化不大,但是塑性下降明显。为了得到良好的强度-塑性匹配,最佳硼添加量不应大于0.1%。     

硼含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响

研究了硼元素含量对Ti-1023合金高周疲劳性能的影响。无硼的Ti-1023合金高周疲劳S-N曲线位置最低,添加0.05%的硼元素后,合金的疲劳极限仅增加了2 MPa,但高周疲劳S-N曲线高应力段明显上移。当硼元素含量为0.1%时,Ti-1023合金的疲劳极限提高10%以上,S-N曲线的位置最高,其疲劳性能得到全面提高。进一步添加硼元素后,S-N曲线位置基本不变。无硼的Ti-1023合金疲劳条带较为清晰,添加硼元素后,Ti-1023合金疲劳试样裂纹源全部位于表面,裂纹前沿区域脆断痕迹明显,解理断面趋于平整,疲劳条带越来越模糊。这是由于添加硼元素后,Ti-1023合金内部的临界裂纹尺寸会减小,使其抵抗疲劳裂纹失稳扩展的能力降低,综合考虑,Ti-1023合金中硼元素的添加量不宜超过0.1%。     

近β钛合金表面包覆渗氧强化

利用一种钛合金表面防护涂料对近β钛合金Ti-1023进行表面包覆后,在不同温度和气氛环境下进行高温渗氧强化处理。对渗氧处理后的合金表层显微组织和硬度梯度进行表征。结果表明,涂层包覆可以有效减缓Ti-1023合金的高温氧化行为,抑制表面疏松的脆性氧化物的形成,提高合金表面硬度。在空气气氛下,经850 ℃×24 h渗氧处理后Ti-1023合金表层显微硬度由321 HV0.2提高到544 HV0.2,硬化深度达500 μm以上。在T_β以下750 ℃氧气气氛中渗氧48 h后,合金表层显微硬度可达459 HV0.2,并且合金基体组织基本不受影响。     

真空自耗熔炼法制备大规格TA5-A铸锭

采用真空自耗熔炼方法制备了名义成分为Ti-4A1-0.005B的大规格TA5-A钛合金铸锭,并测试铸锭的化学成分及β转变温度,观察了铸锭的低倍金相组织.实验结果表明:真空自耗电弧熔炼制备的φ720 mm×2600mmTA5-A钛合金5t铸锭,其元素Al、B成分分布均匀,满足GJB944-90标准要求,且O、N、H气体间隙元素含量低,铸锭低倍组织无明显的气孔、偏析、金属或非金属夹杂等冶金缺陷,且铸锭表面质量良好,满足工业化生产要求.     

Effect of α Composite Layer on the Microstructure and Mechanical Properties of Ti-10V-2Fe-3Al Alloy

通过在830℃空气中保温1 h后水冷的热处理工艺,在Ti-10V-2Fe-3Al(Ti1023)钛合金表面形成厚度约为82μm的α富氧复合层。研究了α复合层内显微组织形貌、硬度及元素分布特点及复合α层后对Ti1023合金组织和性能影响。结果表明:α复合层从边缘到基体内部硬度值并非一直减小,而是呈现高-低-高-低-趋于稳定的变化规律。研究表明硬度变化规律与合金元素(尤其V、Fe)及组织形态分布相关。Ti1023合金试样复合α层后表面硬度增加了45%,而屈服强度和抗拉强度下降5%。在拉伸变形过程中,复合α层后试样首先会在垂直于拉伸应力方向的外表面产生裂纹,之后裂纹扩展穿过α层到基体内部直至试样断裂,试样拉伸断口呈现心部韧性断裂和边部脆性断裂特征。拉伸过程中试样内部存在应力诱发β相向α″相的组织转变。     

搅拌磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同搅拌磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素分布。结果表明:当磁场强度为0.001和0.003 T时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当搅拌磁场强度为0.002 T时,凝固组织转变为由粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从0.001 T增加到0.003 T,合金元素Fe的宏观偏析率呈现先减小后增大的趋势。     

α复合层对Ti-10V-2Fe-3Al合金组织和力学性能的影响(英文)

通过在830℃空气中保温1 h后水冷的热处理工艺,在Ti-10V-2Fe-3Al(Ti1023)钛合金表面形成厚度约为82μm的α富氧复合层。研究了α复合层内显微组织形貌、硬度及元素分布特点及复合α层后对Ti1023合金组织和性能影响。结果表明:α复合层从边缘到基体内部硬度值并非一直减小,而是呈现高-低-高-低-趋于稳定的变化规律。研究表明硬度变化规律与合金元素(尤其V、Fe)及组织形态分布相关。Ti1023合金试样复合α层后表面硬度增加了45%,而屈服强度和抗拉强度下降5%。在拉伸变形过程中,复合α层后试样首先会在垂直于拉伸应力方向的外表面产生裂纹,之后裂纹扩展穿过α层到基体内部直至试样断裂,试样拉伸断口呈现心部韧性断裂和边部脆性断裂特征。拉伸过程中试样内部存在应力诱发β相向α″相的组织转变。     

典型β型钛合金元素Cu，Fe和Cr的偏析规律

通过对Ti-2．5Cu，Ti-3Fe，Ti-3Cr，Ti-13Cu-1Al，Ti-6Al-1．7Fe几种合金铸锭成分的对比研究，建立了典型β钛合金元素的偏析模式。对Ti-2．5Cu，Ti-3Fe，Ti-3Cr合金铸锭的对比可知，Cu和Fe元素的偏析程度大，Cr元素的偏析程度小；对Ti-2．5Cu和Ti-13Cu-1Al合金铸锭的对比可知，Cu元素在2种合金铸锭中的偏析均比较明显，Cu含量越高，偏析程度越大；Cu元素在2种合金铸锭的晶界有截然不同的偏析方式，Cu元素在Ti-13Cu-1Al的晶界富集而在Ti-2．5Cu的晶界贫化。对Ti-3Fe和Ti-6Al-1．7Fe合金铸锭的对比可知，Fe元素在2种合金铸锭中的偏析均比较明显，Fe含量越高，偏析程度越严重；Fe元素在2种合金铸锭的晶界均贫化。     

磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素成分分布,并对其影响进行了探讨。结果表明：当磁场强度为10Gs和30Gs时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当磁场搅拌强度为20Gs时,凝固组织转变为由底部粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从10Gs增加到30Gs,合金元素Fe的宏观偏析率先减小后增大。     

高尔夫用Ti-1023钛合金板材的热处理工艺研究

研究了热处理工艺对Ti-1023钛合金板材组织和性能的影响.讨论了工艺、组织和性能之间的关系.为高尔夫用Ti-1023钛合金板材选择合理的热处理制度提供依据.