热处理对TC21合金大规格棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理制度对TC21合金380 mm大规格棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶温度影响初生α相含量以及形貌尺寸,固溶时间对显微组织没有显著的影响;冷却速度影响次生α相含量及尺寸,且对合金强度和塑性产生较大的影响。在890℃×2 h+FC固溶处理后进行610℃×4 h+AC时效处理,可使合金的强度和塑性得到良好的匹配。     

不同热处理工艺对TC20钛合金棒材组织和力学性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC20钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：TC20钛合金经过两相区固溶+时效处理后得到双态组织,通过控制固溶冷却方式以及时效温度可调整初生α相含量以及次生α相含量和尺寸,改善其强度和塑性的匹配。采用940℃/1 h/WQ+700℃/30 min/AC+550℃/6 h/AC三重热处理工艺,在保证强塑性较佳匹配的同时,可以有效解决棒材直线度问题。     

固溶加时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响

研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明:与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下(750℃×1 h/AC),当时效温度为500℃时,时效8~24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360~1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340~2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC+450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。     

固溶时效处理对TB9钛合金棒材组织与性能及其弹簧弹性的影响

TB9钛合金弹簧具有比强度高、耐蚀性优良和抗疲劳性好等优点,已在汽车工业及航空航天领域中得到应用。通过不同的固溶-单级时效处理制度对TB9钛合金进行处理,研究了其对TB9钛合金棒材组织与性能及弹簧弹性的影响。结果表明,经800℃×30 min/AC+510℃×16 h/AC固溶时效处理的TB9钛合金棒材具有良好的综合力学性能。随着时效时间的延长,合金析出相的尺寸和数目有较大的变化,析出相的非均匀性随时效时间的增加而消除,同时晶粒明显细化,平均粒径在20μm左右。固溶时效处理对TB9钛合金弹簧的压缩弹力有较大影响,弹簧经过800℃×30 min/AC+510℃×16 h/AC的固溶时效处理后获得良好的弹性。     

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。     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理,研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明:在450~550℃范围内,随时效温度升高,合金组织有针状α相弥散物析出。升温至510℃,相同时效时间内析出α相数量最多,高于510℃,部分析出α相开始溶解。合金时效处理10 h内,随时效时间延长,合金组织针状α相弥散物数量增加,且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10 h时效处理,α相形核和长大达到最佳匹配,Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

固溶时效对TC19钛合金棒材组织及性能的影响

对TC19钛合金棒材进行固溶时效热处理,利用SEM及力学性能测试研究固溶温度、时效温度对其组织及室温力学性能的影响,并对不同固溶冷却方式及时效时间下的组织和力学性能差异进行对比研究。结果表明:固溶处理后棒材组织为初生α相和亚稳态β相基;再经时效处理后组织转变为分布在β相基体间的条状初生α及弥散在β相中的细小α析出相。当时效温度一定时,随固溶温度的升高,强度增加,塑性下降;当固溶温度一定时,随时效温度的升高,强度先略微升高后降低,塑性升高;固溶后冷却速度较快及延长时效处理时间时,试样均呈现强度升高,塑性下降的规律。热处理工艺为860℃/1 h,空冷+570℃/4 h,空冷时,棒材强塑性匹配最佳。     

紧固件用TB2钛合金棒材热处理工艺研究

研究了热处理工艺对原始组织为粗大β晶粒+少量细小α晶粒的紧固件用TB2钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,棒材组织中α相含量逐渐减少,β晶粒尺寸明显增大,经780℃固溶后强度和塑性匹配最好;固溶+时效处理时,随着时效温度的升高,棒材组织中析出的次生α相体积分数先增加后减少,且棒材强度先升高后降低;经固溶+预拉伸变形+时效处理后,棒材组织中晶粒有一定细化,次生片状α相含量增多,抗拉强度较固溶后直接时效提高了近10%。     

加工工艺对Ti7Al4Mo合金棒材组织性能和超声声速的影响

为优化Ti7Al4Mo合金棒材制备工艺,对比研究了精锻工艺和热处理对棒材组织、力学性能和超声声速的影响。结果表明：相同精锻变形温度下,变形量大的?40 mm棒材超声声速低于变形量小的?60 mm棒材,但强度稍高。随着变形温度的提高,棒材初生α相含量逐渐降低,但超声声速逐渐提高,强度先提高后降低。固溶水冷棒材的超声声速低于固溶空冷棒材,且随着固溶温度和时效温度的升高,超声声速逐渐提高。随着固溶温度的升高和时效温度的降低,棒材的强度提高但塑性下降。当热处理制度选用(940～960)℃/1.5 h/WQ+(550～600)℃/8 h/AC时,Ti7Al4Mo合金棒材的强度和塑性匹配较好,且超声声速较高。     

不同热处理工艺对工业TC4合金板材组织和性能的影响

研究了两相区普通热处理和β相区固溶+两相区固溶双重热处理对工业TC4合金板材组织和性能的影响。结果表明:两相区普通退火处理(分别在700,750,800℃保温1 h,空冷)可以得到较好的综合性能,随温度升高,晶粒略有长大,强度、塑性逐渐降低;β相区固溶+两相区固溶双重热处理(1 050℃×30 min,AC+720℃×2 h,AC)得到网篮组织,强度、塑性明显降低。     

热处理工艺对Ti60合金持久性能的影响

将α+β两相区变形的Ti60合金锻件分别在950、995、1015℃进行固溶处理,研究了固溶温度和冷却方式对Ti60合金微观组织及持久性能的影响。结果表明:Ti60合金的显微组织和持久性能受固溶温度和冷却方式的双重影响。950℃固溶处理,冷却方式对合金组织的影响较小,空冷试样的持久性能略低于油冷试样。995℃和1015℃固溶处理,随温度的升高组织中的初生α相含量降低,空冷组织中的初生α相尺寸略大于油冷组织;在实验温度范围内,Ti60合金的持久性能随固溶温度的升高而升高,且在相同固溶温度下,空冷试样在600℃、340 MPa下的持久寿命明显高于油冷试样。次生α相的含量和α板条/α集束的尺寸是影响Ti60合金持久寿命的重要因素,合金的持久寿命与二者成正相关。     

热处理对TC18钛合金大块富α相区的影响

对含亮斑缺陷的TC18钛合金棒材试样通过EDS能谱及光学显微镜分析缺陷的相组成、尺寸及组织形貌,并利用显微硬度仪进一步分析热处理对缺陷区及正常区显微硬度的影响。EDS能谱及金相分析表明,亮斑为α相富集区,并有一定宽度的过渡区。经1 150℃×2 h/WQ均匀化热处理后,亮斑面积明显减小,亮斑区与过渡区的边界被弱化。进一步经840℃×1 h/FC至720℃×1 h/AC+590℃×4 h/AC常规热处理后,过渡区组织与正常区组织无明显差别,亮斑区α相含量比正常区域稍有增加,组织形貌均为网篮组织。硬度分析表明,1 150℃β相区固溶+常规固溶加时效处理后缺陷区与正常区的硬度差别很小,这表明通过β相区高温固溶预处理可以改善TC18钛合金中的微观偏析。     

热处理工艺对TB10钛合金动态断裂韧性的影响

采用示波冲击法对TB10合金(Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al)的动态断裂韧性进行了测试。试验材料为Φ16 mm的TB10合金棒材,选取了3种热处理工艺,即,相变点以上单一固溶处理(850℃/0.5 h/WQ)、两相区固溶+时效处理(765℃/0.5 h/AC+600℃/4 h/AC)、两相区固溶+双重时效处理(725℃/0.5 h/FC+520℃/8 h/AC+620℃/0.5 h/AC)。采用金相显微镜以及扫描电镜进行微观组织观察,结果表明,单一固溶热处理制度获得针状马氏体组织,两相区固溶+时效以及两相区固溶+双重时效热处理制度获得弥散分布的α相+β基体混合组织。示波冲击测试以及随后的断口形貌扫描电镜观察结果表明,在本文涉及的加载速率范围内,单一固溶组织的材料动态断裂韧性Jd数值较小,以韧性-脆性混合的模式发生动态断裂,以脆性断裂为主,呈现沿晶断裂特征及准解理特征;两相区固溶+时效或两相区固溶+双重时效组织的材料动态断裂韧性Jd数值以及动态断裂模式差别不大,以韧窝断裂为主,相对单一固溶组织的材料具有较好的动态断裂性能。     

固溶-时效对粉末成形TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶温度、冷却方式以及时效温度对粉末成形TC4钛合金相组成、微观组织以及力学性能的影响,分析了固溶-时效热处理过程中微观组织变化及析出强化机制。结果表明,在两相区固溶处理,随固溶温度的升高,初生α相含量不断减少;单相区固溶处理后,初生α相全部溶解,析出相呈片层状;固溶时采用水冷可获得α+α′组织,时效过程中马氏体分解形成的次生弥散相实现合金强化。粉末成形TC4钛合金经950℃/1 h/WQ+500℃/4 h/AC热处理后,综合性能匹配良好,抗拉强度为1231 MPa,屈服强度为1126 MPa,延伸率为10.75%。     

热处理对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金组织与力学性能的影响研究

对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421)合金进行了不同工艺的固溶时效处理,研究了热处理后的组织演变规律与力学性能。结果表明：经不同温度固溶+540℃时效后,随着固溶温度的升高,初生α相板条变短变粗,体积分数减少,针状次生α相体积分数增加,Ti-35421合金的强度增加,塑韧性减小,拉伸断口表面韧窝数量减少、尺寸变小,逐渐出现微孔和空洞;经775℃固溶+不同温度时效后,随着时效温度的升高,针状次生α相变短变粗,次生α相间距增大,合金的强度减小,塑韧性增加,拉伸断口表面韧窝逐渐变大变深,微孔和空洞逐渐消失。当热处理工艺为775℃/1 h/AC+560℃/16 h/AC时,Ti-35421合金的抗拉强度为1125 MPa,屈服强度为1024 MPa,延伸率为5.5%,冲击吸收功为36.3 J,具有良好的强塑韧性匹配。     

高强WSTi544221合金组织与性能研究

研究了轧制变形量对WSTi544221合金棒材显微组织和力学性能的影响,并对Φ10 mm规格的棒材进行不同制度的固溶+时效处理,对比了不同热处理状态下棒材的组织和力学性能。结果表明,随着轧制变形量的增大,WSTi544221合金棒材的晶粒细化程度增大,强度逐渐提高,但塑性变化不大。经870℃×1 h/WC+520℃×6 h/AC固溶+时效处理后,强度与塑性可以获得良好匹配,当抗拉强度达到1 610 MPa、屈服强度达到1 531 MPa时,延伸率和断面收缩率可分别保持在12%和43%。     

热处理工艺对注射成形IN713C合金组织与力学性能的影响

以气雾化IN713C合金粉末为原料,采用注射成形工艺制得合金材料,分别在1 150,1 175和1 200℃下进行固溶处理,然后在760,850和930℃进行时效热处理,通过扫描电镜(SEM)及能谱仪对合金的显微组织与物相组成进行观察与分析,并测定时效态合金的硬度与抗拉强度。结果表明:固溶温度达到1 175℃后,继续升高温度,则冷却过程中γ′析出相减少,固溶处理温度为1 175℃时合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别为42.4和1175.9 MPa。时效处理温度为760℃时,合金的硬度(HRC)和抗拉强度分别达到43.6和1 223.7 MPa;时效温度高于760℃时,γ′相尺寸由于晶格错配度过大而粗化,随时效处理温度升高,γ′相尺寸逐渐增大,数量逐步减少,强化相体积分数降低,合金的硬度与抗拉强度都降低。注射成形IN713C合金的最优热处理制度为1 175℃/2h/AC+760℃/16 h/AC。     

热加工温度对Ti6242S合金小规格棒材组织及性能的影响

采用SXP-16精密锻造机,分别以920、940、960℃三种不同的热加工温度将85 mm的Ti6242S合金棒坯精锻至32 mm叶片用小规格棒材。研究了三种不同热加工温度对Ti6242S合金棒材显微组织、力学性能及探伤杂波水平的影响。结果表明:随着热加工温度的提高,初生α相含量降低,等轴化提高;经过相同的热处理制度(980℃×1 h/AC+595℃×8 h/AC)处理后,三种不同温度热加工的棒材显微组织和力学性能相当;随着热加工温度的提高,棒材的杂波水平提高。     

热处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响

研究了常规固溶+时效、双时效及固溶+预时效+时效处理对热加工态TB2钛合金显微组织及力学性能的影响。显微组织研究表明:通过增加低温预时效工艺,可以使经热处理后的TB2钛合金中析出的次生α相较经常规固溶+时效处理后的更加均匀、细小。力学性能分析表明:经常规固溶+时效处理后,TB2钛合金的塑性较好,但强度偏低;双时效处理可以提高TB2钛合金的强度,但塑性较差;固溶+预时效+时效处理后,TB2钛合金的强度与塑性匹配良好。进一步热处理工艺研究表明:经780℃×1 h/AC+350℃×6 h/AC+560℃×8 h/AC热处理后,TB2钛合金的强度与塑性达到最优匹配,抗拉强度为1 190 MPa,延伸率为14%。     

热处理对Ti600高温钛合金组织和性能的影响

实验用Ti600合金为采用二次真空自耗电弧炉熔炼而成的600 kg铸锭,经开坯锻造后最终轧制成棒材,经金相法测定Ti600合金的相变点为tβ=1 010℃。着重分析了不同的热处理制度对Ti600合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:获得网篮组织可使合金的综合性能匹配较好;在相变点以上进行1 020℃×2 h+AC,650℃×8 h+AC处理,可获得较好的综合性能。