退火工艺对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响

采用显微组织观察和力学性能测试等方法研究了退火工艺参数对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响。结果表明,增材制造TC18钛合金试块宏观形貌平整,表面没有裂纹等缺陷,表面呈均匀的银白色。试样经600 ℃退火保温2 h后的各项力学性能均满足GJB 2744A—2007指标要求,其规定塑性延伸强度为1036 MPa,抗拉强度为1084 MPa,断后伸长率为9.8%,断面收缩率为30%。增材制造TC18钛合金的组织为典型的柱状晶组织,粗大的β相柱状晶粒内为细长的针状α相及编织细密的α+β相板条组织;随着退火温度的升高,β相柱状晶内的针状α相逐渐粗化。     

激光增材制造TA2/TA15梯度结构材料的显微组织(英文)

利用激光增材制造技术制备TA2/TA15梯度结构材料,研究该梯度结构材料的化学成分、显微组织和显微硬度的变化。结果表明:TA2部分宏观组织为近等轴晶组织,显微组织为魏氏α片层组织。TA15部分宏观组织是粗大的柱状晶,显微组织是细小的网篮组织。过渡区的厚度为3000μm,分成4层。随着距离TA2部分距离的增加,合金元素和β相含量逐渐增加,α相含量逐渐减少,显微组织从魏氏α片层向网篮α片层逐渐演化。固溶强化和相界面强化使得显微组织从TA2部分到TA15部分逐渐增加。     

工艺参数设置和厚度对电子束熔融加工Ti-6Al-4V合金微观结构的影响

研究了试件尺寸和工艺参数(电子束强度,扫描速度,焦点偏移量和扫描长度)对电子束熔融(EBM)加工Ti-6Al-4V合金微观结构的影响。结果表明,可以观察到EBM加工的Ti-6Al-4V合金的微观结构由原始β相的柱状晶粒组成。在柱状晶粒内部观察到典型的(α+β)结构,即魏氏体α片和在细小的α晶粒的界面上形成的杆状β相。还发现沿原始β柱状晶粒的晶界形成的α层晶界。随着试件厚度、电子束能量密度和扫描长度的增加,先前的β柱状晶粒的直径增大,并且生长的方向与加工方向一致。同时,柱状晶粒直径随着试件高度的增加而减小。随着试件厚度和电子束能量密度的增加,α片会变得更粗大。     

热处理对激光立体成形TB18钛合金组织和力学性能的影响

采用BLT-C1000型激光立体成形设备制备了沉积态的TB18钛合金,然后采用OM、SEM和拉伸试验机等方法研究了不同热处理工艺对TB18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态试验合金的宏观组织以长条形β晶粒为主,晶内由亚稳β相和针状次生α相组成,且存在贯穿β晶粒的沉积层线。随着直接时效温度的升高,原始β晶粒形状变化不大,内部次生α相厚度增加,在形貌上次生α相从针状向片状转变。直接时效温度高于550 ℃时,沉积层线消失,直接固溶温度高于830 ℃时显微组织以全β晶粒组成。固溶+时效处理后,微观组织以纵横交错的细层片状α相为主。随着直接时效温度的升高,抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增加。固溶+时效后析出次生α相,抗拉强度和屈服强度显著增加,同时伸长率下降。综合考虑,实际生产中沉积态的TB18钛合金的最佳热处理工艺为直接时效500 ℃×4 h,此时强度和伸长率均高于指标要求。     

K2Ti6O13/AZ91D镁基复合材料的组织及耐蚀性能

采用液态金属搅拌铸造法制备了K2Ti6O13晶须(PTW)增强AZ91D镁基复合材料,采用动电位极化测试和静态腐蚀试验测试了复合材料的耐腐蚀性能,并利用SEM对复合材料的表面形貌进行了观察和分析。结果表明:PTW对合金铸态组织具有明显的细化作用,而且共晶组织形貌发生明显改变,由完全离异共晶骨骼状的β相转变为部分离异共晶的蜂窝状β相。合金显微组织的细化及β相体积分数的降低,抑制了微电偶腐蚀的破坏作用,提高了AZ91D镁合金的耐蚀性能。     

Thermal expansion and lattice parameters of shaped metal deposited Ti-6Al-4V

Thermal expansion and lattice parameters are investigated up to 1100 °C for Ti-6Al-4V components, fabricated by shaped metal deposition. This is a novel additive layer manufacturing technique where near net-shape components are built by tungsten inert gas welding.The as-fabricated SMD Ti-6Al-4V components exhibit a constant coefficient of thermal expansion of 1.17 × 10⁻⁵ K⁻¹ during heating up to 1100 °C, not reflecting the α to β phase transformation. During cooling a stalling of the contraction is observed starting at the β transus temperature. These high temperature experiments denude the α phase of V and enrich the β phase.The development of the lattice parameters in dependence on temperature are observed with high temperature X-ray diffraction. The unit cell volumes derived from these parameters are at room temperature larger for the α than for the β phase. With increasing temperature the unit cell volume of the β phase increases stronger than the one of the α phase resulting in a similar unit cell volume at the β transus temperature.These observations are interpreted as an indication for as-fabricated the SMD components being in a non-equilibrium state and reaching equilibrium during the slow heating and cooling during of the two different high temperature experiments.     

正火温度对电弧增材制造Ti-6Al-4V组织与性能的影响

利用TIG电弧增材制造技术制备了TC4钛合金样件,并对样件进行了正火处理. 结果表明,经正火处理后的试样组织由α相和β相组成;在750 ~ 950 ℃范围内,随着正火温度的升高,针状初生α相变短变粗,并逐渐向网篮组织方向转变;在950 ~ 1 050 ℃温度范围内,随着温度的升高,部分初生α相聚合长大,并向着“伪等轴晶”方向转化,在1 050 ℃形成了“伪等轴晶”初生α相 + 细小针状初生α相 + 细小针状初生α相之间的α + β组织,针状初生α相随着温度的升高变短变细. 最佳条件(850 ℃/2 h/空冷)下y方向的抗拉强度900.4 MPa、屈服强度820.4 MPa、断后伸长率9.3%、断面收缩率27.4%,z方向的抗拉强度890.1 MPa、屈服强度790.1 MPa、断后伸长率10.8%、断面收缩率31.0%,其性能接近锻件标准要求;沉积态与正火处理态的硬度值变化不大;拉伸试样(y和z方向)断口形貌均布满韧窝,属于塑性断裂.     

热处理工艺对Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr合金组织和性能的影响

采用OM、SEM和XRD等方法研究了固溶时效热处理对近β型钛合金(Ti-3Al-6Mo-2Fe-Zr)显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,初生α相的含量逐渐降低,经930 ℃固溶处理后,合金为单一β相。固溶温度在830 ℃以下时,随着固溶温度的升高,初生α相逐渐转变为β相,第二相强化作用减弱,合金强度逐渐降低,塑性逐渐提高,断裂方式为微孔聚集型;固溶温度在830 ℃以上时,随着固溶温度的升高,β相晶粒逐渐粗化,合金强度降低,塑性下降,断裂方式由微孔聚集型断裂向解理断裂转变。随着固溶温度从780 ℃升高至930 ℃,初生α相的含量降低,β/α相界逐渐减少,耐腐蚀性能提升。经780 ℃固溶1 h(水冷),500 ℃ 时效6 h(随炉冷却)处理后,细小针状的次生α相于亚稳β相中沉淀析出,合金强度显著提高,但塑性下降。     

Influence of heat treatments on microstructure and mechanical properties of laser additive manufacturing Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr titanium alloy

The effect of heat treatments on laser additive manufacturing (LAM) Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr titanium alloy (TC17) was studied aiming to optimize its microstructure and mechanical properties. The as-deposited sample exhibits features of a mixed prior β grain structure consisting of equiaxed and columnar grains, intragranular ultra-fine α laths and numerous continuous grain boundary α (α_GB). After being pre-annealed in α+β region (840 °C) and standard solution and aging treated, the continuous α_GB becomes coarser and the precipitate free zone (PFZ) nearby the α_GB transforms into a zone filled with ultra-fine secondary α (α_S) but no primary α (α_P). When pre-annealed in single β region (910 °C), all α phases transform into β phase and the alloying elements distribute uniformly near the grain boundary. Discontinuous α_GB and uniform mixture of α_P and α_S near grain boundary form after subsequent solution and aging treatment. The two heat treatments can improve the tensile mechanical properties of LAM TC17 to satisfy the aviation standard for TC17.     

放电等离子烧结制备Ti-4.3Fe-7.1Cr-3Al合金

利用放电等离子烧结技术制备了一种低成本车用钛合金(Ti-4.3Fe-7.1Cr-3Al),研究烧结温度对其晶粒尺寸、孔隙率、显微组织、成分均匀性、相结构及力学性能的影响。结果表明,在1100和1300℃两种烧结温度下,其显微组织基本由针状α相和β基体相组成,其间分布着条状或颗粒状TiC。随着烧结温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,孔隙率逐渐减小,TiC析出密度逐渐增多,针状α相逐渐减少,并且由1100℃的不均匀分布逐渐转变为1300℃的均匀分布。电子探针分析表明,1100℃时成分均匀性差,出现了Cr和Al元素的偏析,而1300℃时基本无偏析。XRD分析和纳米力学探针测量显示,添加的合金元素使β相的晶格参数减小以及细小第二相析出,弹性模量增大。