Ti60合金等温锻造工艺研究

Ti60合金是我国自主研制的一种近α型高温钛合金。研究了等温锻造温度对Ti60合金显微组织、室温拉伸性能的影响,对比分析了合金600℃热暴露前后的性能变化规律。结果表明:随等温锻造温度的升高,Ti60合金锻态组织中初生等轴α相含量逐渐减少,β转变组织所占比例增多;两相区低温锻造的合金塑性最好,而β锻造的合金强度和塑性均较低,近β锻造的合金具有最佳的热稳定性能;在600℃经100 h热暴露后,合金均表现出强度略有升高,而塑性大幅降低的现象。     

冷却速率对Ti55531合金组织与性能的影响

研究了β退火冷却时冷却速率对Ti55531合金显微组织、室温拉伸性能、断裂韧度和冲击性能的影响。结果表明，Ti55531合金以不同的冷却速率炉冷后，显微组织均由平直晶界α相(α_GB)、残余β相以及尺寸不一的晶内片层状α相(α_WM)组成；随着冷却速率的提高，晶内片层状α相厚度逐渐减小，晶界α相厚度变化不是很明显；Ti55531合金在进行β退火冷却时析出的片层状α相厚度与其力学性能有着直接的关系，随着片层状α相厚度的减小，其抗拉强度和屈服强度逐渐增加，延伸率和断面收缩率逐渐减小，断裂韧度和冲击吸收能量均呈现逐渐减小的趋势。     

锻造温度对Ti60钛合金大规格棒材组织及性能的影响

研究了锻造温度对Ti60合金Φ350mm规格棒材组织、力学性能及探伤的影响。试验选用相同的试验坯料,按照变形方式、变形量相同而变形温度不同进行Ti60合金棒材α+β两相区锻造。研究表明:Ti60合金棒材采用Tβ-40℃进行α+β两相区锻造,其组织晶粒细小,且力学性能及探伤水平均优于采用Tβ-20℃进行α+β两相区锻造的棒材。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响

研究了固溶时效热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响。实验表明:当固溶温度为950℃时,复合材料的基体为双态组织,TiBw沿初生α相分布;固溶温度为1050℃时,等轴α相转化为片层α相和α集束,β晶界出现,TiBw沿β晶界分布;固溶温度为1150℃时,复合材料的基体组织为魏氏组织,β晶界进一步扩大,α集束更加细长,TiBw沿β晶界或α集束分布。经热处理后,TiBw/Ti复合材料的室温抗拉强度和屈服强度随着固溶温度升高而增加,但室温塑性呈现相反趋势。     

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。     

热加工对Ti53311s钛合金显微组织和力学性能的影响

Ti53311s合金是一种适于550℃使用的耐热钛合金,本文对该合金在不同热加工条件下的显微组织进行了研究。结果表明,Ti53311s合金在β→α＋β转变温度以下,经单向拔长锻造的棒材的室温、高温性能与镦拔锻造的棒材相当。     

固溶时效对TC4合金组织与机械性能的影响

研究了固溶时效对TC4合金的显微组织、室温力学性能、硬度、冲击韧性的影响。结果表明,经过α＋β区固溶处理＋530~760℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为球状或条状初生α和转变β基体,随时效温度的提高,室温强度和硬度降低,塑性和冲击韧性无明显变化;β区固溶处理＋530℃时效处理后的TC4合金显微组织分别为魏氏组织和马氏体。     

时效工艺对Ti75合金显微组织及力学性能的影响

为了模拟Ti75合金焊接接头热影响区的组织,对其进行了β相区淬火处理。淬火后的Ti75合金为片层组织,采用不同工艺对其进行时效处理,研究了时效温度、时效时间对片层组织Ti75合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：β相区淬火后Ti75合金的屈服强度、抗拉强度随时效温度升高而降低,冲击韧性随时效温度升高先降低后升高。时效温度较低时,马氏体α′相分解为稳定的α相和β相,以弥散强化作用为主;随着时效温度的升高以及时效时间的延长,片层组织发生合并长大现象,达到一定程度时,软化作用占据主要地位。断口分析表明,淬火态断口呈现准解理平面特征,随着时效过程中软化作用的增强,解理平面上出现浅韧窝,塑性增加。     

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。     

固溶温度对Ti-62A合金拉伸性能和断裂韧性的影响

Ti-62A合金是一种新型高强高韧损伤容限型钛合金,研究了固溶温度对Ti-62A合金30 mm厚板材的显微组织、拉伸性能以及断裂韧性的影响规律。研究结果表明:Ti-62A合金Φ720 mm铸锭经单相区和两相区多道次大变形轧制后所得的30 mm厚板材组织为典型的片层组织,由片层状的α相和β转变组织构成,组织均匀,片层状α相平均宽度约为2.5μm,长度在40～65μm之间。两相区固溶+时效处理后,合金的组织类型为片层状组织,即片层状的初生α相(αp)相与β转变组织,随固溶温度升高,合金中的初生α相(αp)相含量显著减少,β转变组织逐渐增多,次生α相(αs)片层宽度增大,同时合金的强度下降,塑性上升,当接近相变点时这种趋势变缓。单相区固溶+时效处理获得魏氏组织,晶粒粗大,晶界平直而清晰,其拉伸强度高于920℃和940℃固溶时的片层组织,但塑性显著降低;与900℃固溶时相比强度和塑性均降低。合金的断裂韧性随固溶温度的上升而逐渐升高,单相区固溶并时效后的魏氏组织的断裂韧性明显优于两相区固溶并时效后的片层组织。     

固溶冷却速度对短时高温钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶冷却方式对一种新型短时高温钛合金热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明,合金经近β区高温固溶及不同方式冷却后产生不同的相产物,空冷后的相产物为α+β相,油冷和水冷后的相产物均为α′+α″相。随着冷却速度的提高,合金强度提高而塑性降低。钛合金固溶处理后采用油冷方式可获得较好的综合力学性能,室温抗拉强度1 150 MPa,延伸率8%。     

热处理对Ti_2AlNb合金显微组织及力学性能的影响

B2相区等温锻造的Ti-22Al-25Nb合金棒材940℃固溶后,在760~840℃时效处理,对其显微组织、拉伸及蠕变性能进行研究。结果表明:不同温度时效处理的显微组织均由初生粗板条状O相、二次析出的细板条状O相和B2基体组成,其中二次析出的O相可以通过时效温度来调节。随着时效温度的升高,Ti2Al Nb合金的室温及650℃高温拉伸强度降低而塑性提高;较低的时效温度(760℃)处理可以获得更好的抗蠕变性能。     

α_2＋B2相区等温锻造及热处理对Ti-22Al-25Nb合金组织和性能的影响

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α2+B2相区等温锻造及不同制度热处理,其显微组织演变规律和室温、高温拉伸性能变化。结果表明:在α2+B2相区等温锻造后显微组织仍由等轴α2相颗粒、O相包裹着的等轴α2相、细小板条状O相与B2基体组成,与原始锻棒组织的区别在于等轴α2相颗粒发生溶解,数量减少,尺寸下降;等温锻造后再在O+B2相区固溶处理的,组织中等轴α2相颗粒分解,由等轴α2/O相颗粒、板条O相和B2基体组成,且随固溶温度升高,板条O相溶解,变粗、变短;等温锻造后经固溶加时效处理时,B2基体中析出二次针状O相,且随时效温度升高,二次针状O相变粗、变短,室温及650℃高温拉伸性能也随时效温度升高,表现为强度降低而塑性提高。     

钛锆二元合金过冷β相的形成与转变

以海绵钛和海绵锆为原材料通过水冷铜模电弧熔炼制备出含20%~70%Zr(质量分数)的钛锆二元合金,采用X射线衍射(XRD)、显微组织观察和差示扫描量热法(DSC)表征了热处理前后合金相组成及相转变规律。本文采用了两种热处理方法:一方面把Ti-60Zr加热到α/β转变临界温度以上(1000℃)等温后缓慢冷却至室温;另一方面研究了Ti-60Zr在α/β转变临界温度以下进行300和400℃等温热处理获得单相α相的情况。结果表明:在水冷铜模电弧熔炼获得的钛锆合金试样中除Ti-20Zr为α相以外,其他成分的合金均由α+β两相组成,其中Ti-60Zr几乎全部为β相;显微组织观察得出α型钛锆合金为针状结构,β型钛锆合金为等轴晶。平衡相图中α+β两相区的宽度直接影响过冷β相的形成能力,在同样的冷却速率下,两相区越窄的合金成分在冷却过程中越容易形成过冷β相。以10℃·min-1升温速率从室温升温至1000℃等温2 h后以5℃·min-1的冷却速率降至室温和以10℃·min-1升温速率从室温升温至400℃等温2 h后炉冷至室温两种热处理方法,均能实现Ti-60Zr合金过冷β相向α相的完全转变。     

高温形变热处理制备Ti-6Al-6V-2Sn合金棒材的组织及性能

对锻造态的Ti-6Al-6V-2Sn两相钛合金棒材进行了高温形变热处理实验,处理工艺包括880℃/1. 5 h加热+50%热变形后快速水冷和3种温度下的时效热处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子万能试验机对不同温度时效热处理的显微组织、相成分、拉伸性能和断口形貌进行了分析。结果表明:Ti-6Al-6V-2Sn钛合金高温形变热处理后的组织为初生αp相、析出的次生αs相和残余β相;随着时效温度的升高,α相中的α稳定性元素Al含量差异不大且比较稳定,而β相中的β稳定性元素含量则随之逐渐增高,尤其是V元素的含量增加比较明显;与此同时,析出的次生α相逐渐粗化,合金的强化效果也逐渐降低。不同温度时效处理后的拉伸断口均为典型的杯状断口,缩颈现象明显。热变形量为50%的合金在580℃/4 h时效后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到1209,1143 MPa和15. 5%,获得了最佳的强塑性匹配。     

一种高组织均匀性Ti17钛合金大规格棒材锻造方法

本发明涉及钛合金锻造技术领域,公开了一种高组织均匀性的Ti17钛合金大规格棒材的锻造方法。其锻造工艺路线：第一次高温均匀化处理+开坯锻造→第二次高温均匀化处理+相变点以上锻造→首次α+β相区锻造→相变点以上热处理+锻造→第二次α+β相区锻造→α+β相区拔长锻造→α+β相区成品锻造。     

退火温度对ATI425钛合金棒材组织与性能的影响

对ATI425钛合金棒材在650～800℃范围内进行不同温度退火处理,退火处理后的试样通过金相显微镜、万能试验机和显微硬度计对其显微组织、室温拉伸性能和维氏硬度进行测试。实验结果显示,相对于热加工态ATI425钛合金,经650℃退火处理的合金屈服强度和抗拉强度均下降约30MPa,延伸率提高2%,维氏硬度下降约20HV_1。热处理温度由650℃提升到800℃,合金中次生α相被等轴球化,初生α相长大、β相数量减少;合金强度和维氏硬度略有降低,延伸率、断面收缩率提高。控制退火温度在700～750℃之间,ATI425合金强度、塑性、维氏硬度、显微组织匹配性相对较好,为后续生产和推广应用提供了参考依据。     

热处理工艺对C46500黄铜脱锌腐蚀性能的影响

研究了热处理工艺对C46500黄铜显微组织及其抗脱锌腐蚀性能的影响.结果表明:C46500黄铜挤压坯为α+β两相组织,经高温退火处理后,组织中β相向α相转变,在480℃时,固溶度达到极值,且β相由网状结构向等轴状转变;C46500黄铜经480℃+6h退火处理后,具有良好的抗脱锌腐蚀性能.     

固溶制度对Ti60合金轧棒组织和性能的影响

在α+β两相区研究了固溶温度、冷却方式对Ti60合金轧制棒材组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,组织中等轴α相含量减少,板条状α相消失,次生α相含量增加;试样的拉伸强度略有增加,塑性变化不明显。随着冷却速率的降低,片状α的厚度,α集束的尺寸以及晶界α的厚度增加;试样的室温拉伸强度及550℃高温强度均降低。试样最优热处理制度为1010℃保温2h,空冷+700℃保温2h,空冷。