热处理工艺对TA15钛合金棒材组织和性能的影响

研究了普通退火、β退火的单重热处理制度和强韧化的双重热处理制度对TA15钛合金棒材组织和性能的影响规律。结果表明,在普通退火温度范围内,合金组织形貌变化不大,均为等轴组织,合金的强度和冲击韧性随退火温度的升高而增加,塑性基本保持不变;β退火得到粗大的魏氏体组织,综合力学性能最差;在双重热处理过程中,第二重热处理温度主要影响片层α相的厚度,随着第二重热处理温度的升高,片层α相厚度增加,合金的强度降低,冲击韧性增加。当热处理制度为975℃×1 h/WQ+850℃×2h/AC时,合金组织由约24%的初生等轴α相、55%左右的网篮α相和β转变组织组成,此时合金具有良好的强韧性匹配。     

热处理对激光沉积Ti60A高温钛合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,分析了凝固组织形成机理。结果表明,激光沉积Ti60A合金的凝固组织由沿沉积方向定向生长的柱状晶组成,晶内是均匀分布的细小网篮组织。在α+β两相区上部和α单相区进行双重退火热处理,系统研究了双重退火温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细片层状β转变组织的"特殊双态组织",同时降低第一次退火温度能够消除连续晶界α相。因片层间β相具有良好的协调变形能力,双重退火处理可以提高合金塑性。     

Ti-55531合金退火处理工艺研究

研究了两相区、单相区退火和双重退火对Ti-55531合金组织和性能的影响。两相区退火后合金的组织为由条状相α等轴状α相和β转变组织组成的双态组织，随着第一阶段退火温度的升高，等轴状α相比例呈降低的趋势；单相区退火后合金为带有粗大β晶粒的魏氏组织，随着退火温度的升高，β晶粒长大；双重退火后合金组织中含有较大比例的针状α相。两相区退火可获得较高的延伸率、断面收缩率，但抗拉强度较低；单相区退火可获得较好的强塑性匹配；单相区双重退火后合金具有最高的抗拉强度，而合金延伸率、断面收缩率最低。     

超塑成形及热处理对TC21合金组织演变的影响

TC21钛合金在不同条件下超塑拉伸变形后,进行双重退火热处理,研究热加工工艺对TC21合金显微组织演变的影响.结果表明,当变形温度在890～960℃时,TC21合金的伸长率随变形温度的增加先增加后减少,最佳超塑性变形温度为910℃;TC21合金在α+β相区超塑变形,然后在α+β相区双重退火处理后得到双态组织;在准β区进行超塑变形、α+β相区双重退火处理后得到网篮组织.     

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。     

热处理对TC21钛合金线性摩擦焊接头组织与性能的影响

基于先进飞机构件研制需求,针对TC21钛合金线性摩擦焊接头,设计了3种热处理制度,开展了焊态及不同热处理状态下接头显微组织及力学性能研究. 结果表明,焊态试样的焊缝区由细化的β晶粒组成,晶内析出含有大量位错的针状马氏体,起到了位错强化作用,显微硬度相比母材明显提高,热力影响区由于次生α相发生了溶解,显微硬度相比母材有所降低. 热处理后焊接接头内的α相发生了显著变化,在高温区退火时,长时间保温导致初生条状α相长大,在低温区退火则促进了次生针状α相的析出;所有热处理后的接头进行拉伸试验后均断裂于母材区,经过双重退火的接头其焊缝区及热力影响区组织均为β转变组织+初生长条状α相 + 次生针状α相,并且各区域显微硬度基本与母材一致,组织更加均匀.     

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和力学性能的影响

研究了热处理制度对TC4-DTφ100 mm棒材的组织和力学性能影响.结果表明:单重退火下,棒材的显微组织为等轴的初生α+β转组织,且随退火的温度的升高,初生α相增加,含量达60％以上.双重退火下,棒材的显微组织为双态的α+β转组织,且随第一重退火温度的降低,初生α相增加,但初生的α相含量小于40％.双重退火的室温拉伸强度低于单重退火的室温拉伸强度.     

TC6钛合金的淬火相变及时效研究

采用X射线扫描仪和场发射扫描电子显微镜对热处理过的TC6钛合金试样进行微观研究,发现在800℃下淬火,得到残余β相,进行时效处理时,随着时效温度的增加,α相从β相中析出并长大,但时效温度超过550℃后,不断长大的α相在晶界处连续出现;在850℃及以上温度淬火时,β相消失,成单一α相组织.     

双重退火对TC21钛合金高温变形后组织的影响

研究了双重退火以及变形工艺对TC21钛合金组织的影响。结果表明,TC21合金在准β区变形后,在两相区一次退火,随退火温度升高,显微组织中等轴α相增加,针状α相减少;随第二次退火温度升高,二次析出的α相形核率低,二次α相粗大。在同一应变速率下,在两相区随着变形温度升高,双重退火后等轴状初生α相减少,针状次生α相增多;当变形温度到达β相区时,退火后组织为网篮组织。     

热处理对锻压TA15钛合金棒组织和性能的调控北大核心CSCD

对锻压TA15钛合金试样进行700~820℃的退火处理,保温2 h后空冷,研究热处理工艺对锻压TA15钛合金的力学性能的影响。通过观察热处理后锻压TA15钛合金的显微组织变化,统计初生α相的相对体积分数。结果发现,在700~820℃退火处理后,锻压TA15钛合金的显微组织中主要存在初生α相和次生α相,以及较少的基体β相;随着退火温度的升高,初生α相的含量逐渐减少,相对体积分数由70.35%降至46.42%,次生α相的相对体积分数由3.84%升高至18.26%。对比不同热处理温度下试样在室温和高温(500℃)条件下的拉伸性能,820℃退火处理后的试样在室温时的抗拉强度为986 MPa,伸长率为13.5%,强度和塑性具有较好的性能匹配。     

TA15(ELI)钛合金厚板损伤容限性能研究

研究了两相区双重退火工艺对β相区加工的TA15(ELI)(Extra Low Interstitial,低间隙元素含量)钛合金厚试样的断裂韧性和裂纹扩展速率的影响.结果表明,β相区加工、两相区双重退火的钛合金试样具有很高的断裂韧性和较低的裂纹扩展速率.这主要是由于在该加工和热处理工艺下获得了片层状组织.随着退火温度升高,α片层厚度的增加,疲劳裂纹扩展速率降低,断裂韧性升高.对疲劳裂纹扩展试样断口分析表明,在预裂区和疲劳裂纹稳态扩展区,裂纹以准解理方式扩展.     

TC21钛合金双重退火组织演变行为研究

针对TC21钛合金,基于JMatPro软件模拟出合金等温转变曲线,并依据等温转变曲线制定合金在热变形后的双重退火热处理制度,并分析其组织演变规律。结果表明,当变形条件一致,合金在不同温度下退火后,组织中析出了片状的α相,随着温度升高,析出的α相尺寸也变大;当退火温度超过相变点后,由于过热原因,组织中形成了魏氏体组织。合金经二次退火后,除了生成网篮组织,还保留了退火前的一些组织特征;最后通过SEM观察合金双重退火后的组织,可知在β基体上析出了形状细小的次生α相,且随着温度的升高尺寸变大,这对合金的组织性能有一定的影响。     

热处理对热挤压TC4钛合金T型材组织和性能的影响

研究了9种双重退火工艺对热挤压TC4钛合金T型材显微组织及力学性能的影响。结果表明:1金相组织基本保留了β单相区热加工组织,第一阶段退火制度相同时,随着第二阶段退火温度的升高,晶内部分长条α相变厚,晶界上有序排列的针状α相也开始粗化;第二阶段退火制度相同时,随着第一阶段退火温度的升高,晶粒明显长大,晶界更加清晰,β相向α相转变,β相含量减少;2抗拉强度、屈服强度和延伸率均能够满足航天长桁用型材的要求,其中经750℃×4h/AC+500℃×1 h/AC双重退火处理的,强度和塑性指标最高。     

双重退火工艺对TC21钛合金力学性能和断口形貌的影响

利用光学金相、扫描电镜以及拉伸、冲击、断裂韧性试验等手段研究了不同双重退火工艺对TC21钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:第一次退火温度一定时,随着第二次退火温度的上升,试样中块状α相更易于形成;第二次退火温度一定时,随着第一次退火温度的上升,试样中形成大块α相的概率变小;TC21钛合金的断面收缩率对不同双重退火工艺最为敏感;900 ℃×2 h+500 ℃×4 h双重退火工艺下制备的试样具有弯折的粗大条状α相及最大的冲击吸收能量;950 ℃×2 h+590 ℃×4 h双重退火工艺下制备的试样能在裂纹扩展中吸收最多的能量,具有最高的断裂韧性。     

热处理对IMI834钛合金组织及拉伸性能的影响

研究了三种热处理制度和两种冷却方式对IMI834钛合金组织及拉伸性能的影响。采用光学显微镜分析了不同热处理制度对合金显微组织的影响;使用Image-Pro Plus v5.1(IPP)和Nano Measuer图像分析软件,统计了组织中初生等轴α相(α_p)及次生α相(α_s)集束等的尺寸;使用原位SEM拉伸并结合EBSD分析技术,原位观察合金的变形行为,并对变形前后的晶体取向进行了表征;采用扫描电子显微镜,表征了不同冷却方式下材料的断口形貌特征,并借助TEM分析了组织中第二相分布情况。结果表明：在双重退火试验中,随着第一重退火温度的升高,IMI834合金初生α相含量及尺寸逐渐降低,次生α相集束尺寸逐渐增加;随着第一重退火温度的升高,IMI834合金强度逐渐上升随后下降,延伸率及断面收缩率无明显变化,当第一重退火温度为1020℃时,IMI834钛合金在快冷和慢冷两种试验条件下强度均达到最高,快冷强度高出慢冷约50MPa;α_p/α_s界面间β相的存在,能够保证晶界两侧在几何协调性因子较低的条件下仍能够进行滑移传递;快冷条件下试样断口的准解离形貌为椭球状或多边形状,而慢冷条件下其为长条形,α/β相界面第二相的析出差异是导致两种试样中准解离形貌不同的原因。     

激光沉积Ti60A高温钛合金显微组织及固态相变

采用激光熔化逐层沉积隔行扫描方式成形了近α高温钛合金Ti60A厚壁板材,获得了具有定向生长特征的柱状晶组织,晶粒直径大小不均匀,晶内为细长α片层。在α+β两相区上部进行固溶时效及双重退火热处理,研究了激光沉积Ti60A合金的固态相变行为。结果表明,合金经固溶处理得到了规则的杆块状初生α相和针状六方马氏体α’;经过时效处理后,α’分解成连续且极细小的α/β片层组织。合金经过双重退火热处理后,获得了具有"蟹爪"状初生α相和细长片层状β转变组织的"特殊双态组织"。     

氩弧焊修复激光成形TC11钛合金组织及高周疲劳性能

采用氩弧焊对沉积态激光成形TC11钛合金进行修复并进行双重退火热处理.观察分析了修复试样热处理前后各区域的组织,测试了高周疲劳极限并进行分析.结果表明,修复区宏观组织呈柱状晶形貌,热影响区和基材区呈柱状晶和等轴晶交替排列形貌.热处理前修复区和热影响区为超细针状α相分布在β相基体中,基材区为较细的网篮组织;热处理后各区域的微观组织均为板条状初生α相+β相转变组织,修复区初生α相长度显著大于其它区域.修复件高周疲劳极限下降约7.1%.断口分析表明:修复件疲劳源均为修复区气孔,气孔缺陷是疲劳性能下降的主要原因;疲劳源区呈α相解理、β相撕裂形貌.     

TA15钛合金双重热处理三态组织中的片层α尺寸研究

双重热处理工艺为TA15钛合金获得性能优异的三态组织提供了一种新的方法,片层α作为三态组织的重要组成部分,其尺寸对构件性能有重要影响。试验研究了TA15钛合金双重热处理参数对三态组织中片层α相尺寸的影响。结果发现:两相区热处理后仅空冷才可以获得三态组织,随着两相区热处理温度的升高或保温时间的延长,片层α厚度增大、长度减小。随着近β热处理温度的升高,片层α长度增加、厚度减小;保温时间延长片层α长度增加,慢冷导致片层α的长度短、厚度大。     

退火温度对低成本TC4LCA钛合金板材组织和性能的影响

为提高低成本TC4LCA钛合金板材的强度和冲击性能,选取不同退火温度对典型规格板材进行热处理,研究了其显微组织和力学性能的变化规律,分析了显微组织对强度和冲击性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4LCA钛合金中的长条状初生α相转变为等轴状,β转变组织中析出针状或片状次生α相;退火温度越高,长条状初生α相含量减少,等轴化倾向明显,直至发生粗化;针状或片状次生α相长大。合金的强度先增大后减小、断后伸长率略有降低,冲击吸收能量则呈增大趋势。综合考虑,在800～880 ℃范围进行退火可使TC4LCA钛合金板材获得强度、塑韧性的最佳匹配。     

热处理对TC18合金显微组织和力学性能的影响

研究了(α+β)相区等温锻造后β热处理、双重退火工艺对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在(α+β)相区锻造后采用β热处理,形成粗大β晶粒,引起"β脆性",强度和断裂韧性较高,塑性急剧降低,不能满足技术要求,有待进一步研究;采用双重退火热处理,强度稍低,塑性和断裂韧性均较好,综合性能较好。