退火温度对钛合金棒材组织及性能的影响

本文对某钛合金棒材进行了不同温度范围内(650℃～800℃)的退火试验,对钛合金棒材的显微组织和性能进行了研究分析。试验结果表明,当退火温度在650℃时对钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度影响较大,对断面收缩率和延伸率影响较小;当退火温度升高至700℃～800℃时,钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度变化较小;而对断面收缩率影响相对较大,总体上随温度升高。当退火温度介于700℃～750℃时,钛合金棒材的硬度稳定性较好,硬度介于320HV1～340HV1之间,硬度满足企业所需产品要求。     

TA15ELI显微组织及损伤容限性能研究

采用一火β区热轧和一火两相区上部温度热轧获得了片状组织的TA15ELI钛合金厚板，通过两相区900℃、930℃、950℃和β区980℃退火热处理进一步调整合金显微组织和损伤容限性能，测定了不同热处理状态下合金的显微组织特征参数和室温拉伸性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率，分析了显微组织对损伤容限性能的影响关系。研究发现：两相区退火，随着退火温度的升高，TA15ELI钛合金组织中初始β晶粒尺寸和α集束尺寸基本不变，α片平均厚度有所增加，合金强度和塑性均有所下降，da／dN降低，KIC提高；合金在β区980℃退火较两相区退火具有更好的损伤容限性能和综合性能。     

热处理对激光选区熔化TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了激光选区熔化(SLM) TC4钛合金沉积态和退火态显微组织的特征及其对力学性能的影响规律。结果表明:合金组织沿激光选区熔化成形高度方向呈现外延生长,形成柱状晶,晶内存在大量的针状马氏体α’相。退火后,晶内的针状α’相转变为α+β板条组织。随着退火温度的升高,组织中α相含量逐渐降低,α片层逐渐粗化,β相含量逐渐升高;室温拉伸强度逐渐降低,塑性逐渐升高,显微硬度逐渐降低。经过800℃×2 h/FC退火热处理后,激光选区熔化成形TC4钛合金具有最佳的强度与塑性匹配。     

退火温度对Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金板材组织和性能影响

研究了6 mm厚Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金板材不同退火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,600～700℃时α相主要发生回复再结晶过程,同时沿晶界形成链状Ti2Ni颗粒,屈服强度、抗拉强度逐渐降低,延伸率先增加后减少,650℃时,延伸率达到最大值22.5%,随着颗粒物的增加显著降低其力学性能;750～850℃时α相由部分再结晶组织转变为完全再结晶组织,β转变组织由条状转变为块状,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率均逐渐降低,850℃时大幅下降至最低值,远低于标准要求;适用于6 mm厚Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金板材退火温度范围是600～650℃。     

Mg-8Li-3Al-Y镁锂合金板材热轧及退火组织与性能

研究了Mg-8Li-3Al-Y合金在温度为280℃时多道次不同压下率的轧制变形以及轧后热处理,通过金相(OM)显微组织观察、力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)断口形貌分析的方法,获得此合金不同压下率及轧后热处理的组织性能变化规律。研究结果表明:随着压下率的增加,轧后α相沿轧制方向明显延长,晶粒明显细化,在压下率为80%时,形成了强烈的纤维组织。热轧板材经350℃×2 h退火处理后,大部分α相形成了"竹节状"组织,并有一定数量的球状α相。压下率为80%热轧板材的抗拉强度、延伸率以及维氏硬度分别为195.75×106Pa,18%和HV74.84,经退火后热轧板材的抗拉强度、延伸率、维氏硬度分别为188.09×106Pa,34%和HV66.01;压下率为80%的热轧Mg-8Li-3Al-Y合金板材的拉伸断裂方式为准解理断裂,退火后合金板材的拉伸断裂方式为解理+韧窝混合断裂。这说明轧后热处理可以使合金在小幅度地降低硬度和强度的情况下,大幅度地提高合金的塑性。     

热处理对选区激光熔化Ti-6Al-4V组织及力学性能的影响

通过研究选区激光熔化Ti-6Al-4V合金件不同热处理制度下组织结构转变规律,揭示其热处理工艺—组织结构—力学性能内在联系。结果表明:在600～700℃范围内,合金中α^′马氏体未完全分解,形成α′和α+β混合组织,合金的强度较高,延伸率偏低;温度升高至800～900℃时,α′马氏体完全转变为稳定的α+β层片组织结构;热等静压后,合金亚稳α′马氏体完全转变为α+β层,局部区域出现粗化;随着热处理温度的升高,相对于沉积态,合金的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐增加;结合微观组织晶粒的长大行为,沉积钛合金退火温度、时间选择800℃、2 h为宜。     

退火处理对粉末冶金CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金组织和性能的影响

用粉末冶金法制备CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金,分别在450,650和850℃下对合金进行退火处理,通过X射线衍射分析,扫描电镜观察和能谱分析以及动电位极化曲线和显微维氏硬度测试等,研究退火处理对粉末冶金CrFeCoNiTi0.2高熵合金组织和性能的影响。结果表明:烧结态CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金以FCC为主相,Laves相为副相,退火处理后,FCC相的结晶度提高,并伴随有新相(HCP相、R相和σ相)出现。退火后合金的自腐蚀电位Ecorr增大,硬度提高,并且退火温度越高,耐腐蚀性能越好,硬度越高。在850℃下退火后,合金的维氏硬度(HV)由184.0增加到356.6。     

热处理对Ti-5331合金板材组织及力学性能的影响

研究了核反应堆壳体用Ti-5331合金热轧板材在不同退火温度下的显微组织与力学性能。结果表明:Ti-5331合金板材在相变点以下随着退火温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变相含量明显增加。当退火温度为700℃时,开始发生静态再结晶,800℃时为等轴组织,900℃时为双态组织,950℃时为网篮组织。随着退火温度的升高,合金板材的抗拉强度先下降后上升,屈服强度呈下降趋势,屈强比逐渐减小;当退火温度在相变点以下时,板材冲击韧性随退火温度升高呈上升趋势,当超过相变点后冲击韧性急剧下降;退火温度对塑性影响较小。经900℃×1 h/AC退火处理的Ti-5331合金板材有着较好的综合性能,抗拉强度为920 MPa,延伸率为15%,V型缺口冲击韧性达到93 J/cm^2。     

Mo对650℃高温钛合金组织和性能的影响

研究了Mo对650℃高温钛合金组织和性能的影响。研究表明:Mo可以细化钛合金的显微组织,且能在较小幅度降低其室温塑性的前提下,显著提高其室温强度;Mo对钛合金650℃高温强度和塑性影响不显著;合金的高温持久性能和蠕变性能具有强烈的组织和温度敏感性,初生α相含量和温度对钛合金高温持久性能和蠕变性能的影响远大于Mo;在较高温度下(初生α相体积分数约为15%),Mo的质量分数为0.6%时,对钛合金热稳定性能有很好的改善作用。     

热处理工艺对TA15钛合金冲击性能的影响

热处理工艺是调整TA15钛合金显微组织和力学性能的重要手段之一。以往文献较多地研究了热处理制度对TA15钛合金拉伸性能的影响。研究了退火温度对TA15钛合金锻件、棒材显微组织和冲击性能的影响,目的是通过改变退火温度调整合金的显微组织参量,改善TA15钛合金冲击性能。其结果表明:提高退火温度可以增加初生α相尺寸和次生α相片层厚度,从而提高合金的冲击性能。特别是对小规格锻件,退火温度从810℃提高到850℃,冲击值可提高10 J.cm-2以上。     

热处理制度对Ti-55531合金组织和力学性能的影响

通过采用不同的热处理制度研究了时效温度和β退火温度对Ti-55531合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-55531合金固溶加时效处理后可获得初生α相呈长条或等轴状的组织,β基体上大量析出的次生α相使其获得较高的强度,且强度随时效温度升高而显著降低,延伸率变化不明显,断面收缩率在620℃以上随着时效温度升高有所增加,但该组织状态断裂韧度偏低;β退火后可获得均匀的片状组织,具有较高的断裂韧性,抗拉强度在600~650℃之间随退火温度升高呈线性关系降低,可根据需要很方便地调整强度级别,塑性随退火温度升高变化不太明显。     

热处理温度对Ti-6Al-7Nb合金组织与性能的影响

为揭示Ti-6Al-7Nb合金显微组织、力学性能及相组成随热处理温度的变化规律,研究了合金在650～1 030℃热处理空冷条件下的组织演变,并进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:对于Ti-6Al-7Nb合金,经650℃热处理后,热加工得到的原β转变组织中析出了细小的α相,合金的强度和弹性模量有所提高。在700～850℃之间进行热处理,可以获得良好的综合性能,满足医用钛合金相关标准要求。在950～1 030℃范围内,随着热处理温度的升高,析出二次针状α相或生成α'马氏体相,呈现强度上升、塑性下降的趋势。经650、850℃热处理后,XRD图谱中均为α相的衍射峰,未出现β相的衍射峰。1 030℃热处理后,α'相具有较强的(002)、(101)衍射峰,其他晶面的衍射峰强度很弱,合金弹性模量可达108 GPa。     

热处理对TA15钛合金中厚板材组织及力学性能的影响

研究了退火温度在750—1010℃范围内对TA15钛合金中厚板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,在750～950℃两相区退火时,随着退火温度的升高,等轴化程度提高,初生α相含量从约70％降至约30％;次生α相逐步析出并长大,900℃开始,次生α相开始粗化,950℃时,次生α相粗化明显。室温强度则随退火温度的升高先降低后升高再降低,在880℃时抗拉强度和屈服强度同时达到最大峰值,而室温塑性总体上波动较小,与强度呈相反规律变化。与两相区退火相比,β退火后由于组织中存在粗大魏氏体以及晶界α相而使强度和塑性同时急剧下降。在整个退火温度范围（750～1010℃）内,屈服强度对于退火温度的变化更敏感,其波动幅度比抗拉强度更大。     

退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、万能材料试验机和金属摆锤式冲击试验机研究了退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材(Φ3 384 mm/Φ3 300 mm×1 950 mm)的显微组织和力学性能的影响。显微组织分析结果表明:退火温度在850℃以下时,TC4ELI钛合金大规格环材退火后的显微组织与热加工态的显微组织基本相同;900℃退火后,TC4ELI钛合金大规格环材中部分片层状或针状α相的尺寸增大,同时出现了尺寸微小的等轴α相。力学性能测试结果表明:随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的强度和伸长率有所提高;850℃以下退火,TC4ELI钛合金大规格环材断面收缩率变化不大,850℃以上退火,其断面收缩率显著升高。冲击实验结果表明:随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的冲击功逐渐增大。经800～900℃保温2 h空冷后,TC4ELI钛合金大规格环材抗拉强度、屈服强度、塑性与冲击功达到较好匹配。     

热处理工艺对近α钛合金组织与性能的影响

研究了固溶和时效工艺参数对一种近α钛合金Ti-5Al-2Nb-2Zr-1.5Mo显微组织与力学性能的影响.结果表明:在α+β两相区,随着固溶温度的升高,初生α相含量(体积分数,下同)减少,亚稳相含量增加,冷却过程中分解的针状马氏体α'相使合金的硬度升高;时效温度的变化通过影响α'相分解析出次生α相的尺寸、数量及分布方式影响合金的力学性能,合金经960℃固溶,500℃时效4 h后维氏硬度达到峰值374,屈服强度和抗拉强度分别达到874,982 MPa.     

热处理对深海耐压壳用Ti542222钛合金厚板组织性能影响研究

为获得强度-塑性-韧性最佳匹配的深海耐压壳用Ti542222高强高韧钛合金，研究了固溶温度、时效温度对Ti542222厚板显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明：经750～800℃固溶处理后，合金由初生α_p相和亚稳β相组成，且均随温度升高而长大，β基体上次生α_s相发生了由α_s→β的转变，强度降低，韧性提高；当在800～860℃固溶处理时，初生α_p相减少，在β相基体上析出斜方马氏体α″相，且随温度升高，初生α_p相和β相逐渐粗化，α″相大量增加，强度稳步提升，塑、韧性降低；在860℃/1.5 h空冷(AC)+(550～760)℃/4 h AC固溶时效中，当时效温度为550℃时，显微组织与860℃/1.5 h AC退火后基本一致，亚稳β相分解形成的次生α_s相比较细小、均匀，强度仍保持高值，但韧性不能满足深海耐压壳材料需求，当时效温度为630～760℃时，显微组织为初生α_p相、 β相、 α_s相，且随着时效温度升高，...     

退火时间对Ti?6.0Al?3.0Zr?0.5Sn?1.0Mo?1.5Nb?1.0V钛合金组织及力学性能的影响

针对近α型Ti?6.0Al?3.0Zr?0.5Sn?1.0Mo?1.5Nb?1.0V新型钛合金,在退火温度740 ℃的基础上,研究了退火时间对其组织与力学性能的影响。结果表明:经过3次真空自耗电弧炉熔炼,三火热轧后得到的板材组织由初生α相基体及β转变组织组成的部分再结晶组织和加工态组织等组成。随着退火时间的增加,退火板材的显微组织均以初生α相为主,且α相所占的比例从81.73%逐渐增加至85.61%,组织中长条状α相逐渐破碎球化,等轴α相开始均匀化、粗化。随着退火时间的增加,退火板材的延伸率逐渐增加,抗拉强度先降低再增加然后又降低,屈服强度先增加后降低,显微硬度先增加后降低。退火时间为1 h时,板材的断口由滑移带、涟波、小等轴韧窝组成,断裂方式为韧性断裂,退火时间大于等于2 h时,板材的断口完全由等轴韧窝组成,断裂方式为韧性断裂。最佳退火工艺为740 ℃退火2 h,此时板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率和显微硬度分别为:984 MPa、941 MPa、15.27%、HV 347.67。研究结果对高强耐蚀钛合金退火工艺的制定有指导作用,为解决钛合金在实际生产中遇到的问题提供了科学依据。      

锻造工艺对新型低成本钛合金组织和性能影响

研究准β锻造工艺和两相区锻造工艺对新型低成本Ti-Al-Mo-Cr-Zr系钛合金显微组织和力学性能的影响规律。采用金相显微镜(OM)观察新型低成本钛合金不同锻造工艺后的退火态组织特征,采用扫描电镜(SEM)分析合金的断口形貌,并测试合金的拉伸性能、断裂韧度等主要力学性能。结果表明:合金采用两相区锻造工艺(895℃),获得双态组织,β基体上均匀分布着约占40%的等轴初生α相;合金的强度和塑性较高,其中抗拉强度σb=1054 MPa,延伸率δ5=17%,断面收缩率ψ=51%;但断裂韧度偏低,KIC=63 MPa(1/2)m。采用准β锻造工艺(940℃),获得网篮组织,细小的板条状次生α相交织分布,无初生α相;合金的强度和塑性有所降低,抗拉强度σb=1008 MPa,延伸率δ5=13%,断面收缩率ψ=33%;但断裂韧度较高,KIC槡=86 MPa m。随着锻造温度从两相区895℃升到β单相区940℃,新型低成本Ti-Al-Mo-Cr-Zr系钛合金强度变化幅度小,而断裂韧度、塑性,特别是断面收缩率性能指标对锻造温度变化反应敏感。     

Ta元素对TA23合金显微组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和电化学工作站研究了微量Ta元素对TA23合金显微组织、物相、维氏硬度及腐蚀性能的影响。结果表明,加入Ta元素之后,初生α相比例有不同程度的增大,且次生α相比例明显减少;对含Ta双态组织TA23合金进行X射线衍射谱分析发现没有出现新的衍射峰,即合金中无新相生成。当合金中Ta含量为0.5%时,(10-11)α的峰强度明显增高,织构更明显;通过显微硬度测试发现双态组织TA23合金的硬度出现下降,这主要是Ta元素加入后,合金中塑性较好的初生α相比例增大导致。对双态组织TA23合金进行动电位极化曲线测试,发现加入微量Ta元素之后合金的自腐蚀电位增高,自腐蚀电流密度下降,耐腐蚀性能提高,Ta元素的加入降低了钛合金的阳极活性。当Ta含量为0.5%时,初生α晶粒尺寸增大,减少了腐蚀原电池的形成,提高了钛合金在海水中的耐腐蚀性能。     

新型铝青铜合金的组织与性能研究

采用半连续铸造-挤压-拉拔的方法,制备了新型低镍铝青铜合金,并进行了显微组织、拉伸性能和耐海水腐蚀性能的测试与分析。结果表明,新型铝青铜合金管材微观组织为单相α基体中析出K相化合物,且K相均匀、细小,弥散分布在α基体上。采用保温1h的退火工艺,其最佳的退火温度在650℃～700℃。铝青铜管材最佳综合性能为,抗拉强度可达682MPa,屈服强度可达420MPa,延伸率为30. 8%,全浸均匀腐蚀速率可达0. 0125mm/a。