TC4钛合金f450 mm棒材不同厚度整体试样热处理工艺研究

导读内容
　　通过对TC4钛合金f450 mm棒材80、40、20 mm整体试样热处理工艺的研究,分析不同的热处理温度和热处理冷却方式对棒材横、纵向组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明：当整体试样厚度不大于40 mm,且采用双重退火（首次退火后水冷）的热处理工艺时,才能保证TC4钛合金f450 mm棒材的室温力学性能和显微组织符合GJB 1538,高温强度≥615 MPa。双重退火制度为：首次退火工艺为加热到b转变温度以下30～80℃,保温不少于1 h,水冷;随后再进行700～800℃,保温1～4 h,空冷。     

热处理工艺对Ti80钛合金棒材组织与性能的影响

研究了几种不同热处理工艺对Ti80钛合金棒材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,显微组织由等轴组织变为魏氏组织;后期需要进行塑性成形时,适宜选择850 ℃保温80 min后空冷的工艺后热处理;经750 ℃保温80 min后空冷的热处理工艺,Ti80钛合金棒材的强度与塑性匹配较好。     

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。     

医用TC4钛合金棒材的显微组织调控及U型钉缩口性能

分析对比不同工序后医用U型钉用TC4钛合金棒材的组织性能。结果表明:热拔和高温退火工艺对棒材的再结晶组织有明显影响,而双曲线矫直和低温退火工艺对棒材力学性能的影响较大。730～750℃高温退火2 h后,热拔材的再结晶程度比较充分;580～700℃低温退火2h后,矫直材的光学显微组织未发生明显变化,但硬度明显减小。在730～750℃高温退火、580℃低温退火的条件下对棒材的显微组织进行调控,可获得符合医用TC4钛合金力学性能要求的棒材,且由其加工的U型钉缩口尺寸可控制在0.05 mm以下。     

热处理工艺对TC16合金棒材组织和性能的影响

TC16钛合金在780、800、850、900℃下固溶热处理30 min,分别以水淬、空冷、炉冷方式进行冷却,再分别在520、560和600℃保温2、4、8、16 h空冷进行时效处理,利用OM和室温拉伸性能测试等方法,研究了不同热处理工艺对TC16钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明,固溶温度对TC16钛合金塑性影响不大,相同的固溶时效处理制度下,随时效时间增加和温度的提高,合金强度和塑性都增加。TC16钛合金较合理的固溶时效处理工艺为:(780±20)℃固溶处理,保温2 h,炉冷至550℃以下后空冷,后在560℃下时效8 h,空冷,如此能获得要求的室温拉伸性能及良好的综合性能。     

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.     

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。     

Gr.38钛合金的退火工艺

对锻造及轧后的Gr.38钛合金棒材取样进行不同工艺的退火处理,对退火后的组织、力学性能和断口形貌进行测试与分析。结果表明,在930～950 ℃保温1 h后空冷（或水冷）,Gr.38合金能获得较高的强度和塑性,综合力学性能良好。830 ℃保温1 h空冷,Gr.38合金的屈服强度低,有利于材料的后续加工。     

可在400～500℃使用的TC4-B钛合金棒材研制

通过在TC4钛合金中添加Si、O、Mo、Zr、Sn合金元素,研制出名义化学成分为Ti-6Al-4V-0.3Si-0.3Mo-0.3Zr-0.3Sn-0.15O的TC4-B钛合金。并采用两种镦拔组合变形工艺,制备尺寸为?75 mm圆棒和51 mm×85.6 mm扁方棒。结果表明:经"三三一"工艺锻制的TC4-B钛合金棒材显微组织更为均匀;力学性能明显优于经常规工艺锻制的棒材,其室温拉伸强度可达1 000 MPa以上,500℃时拉伸强度可达636 MPa,伸长率为18%,断面收缩率为61%,可在400~500℃高温条件下使用。     

热处理对冷轧TC4钛合金管材组织和性能的影响

对经过5道次轧制得到的TC4钛合金管材进行不同温度的退火处理,研究退火温度对冷轧TC4钛合金管材组织和性能的影响;并对管材进行显微组织观察和力学性能测试。研究发现,管材经不同温度退火后,得到的再结晶组织有明显的差别。力学性能测试结果显示,经920℃退火保温1 h炉冷至500℃,空冷至室温后得到的管材的综合力学性能最佳。     

热处理及预拉伸对TC4-0.55Fe合金组织和力学性能的影响

本文研究了具有双态组织的钛合金Ti-6Al-4V-0.55Fe(TC4-0.55Fe)在不同热处理制度（固溶时效、双重退火）和引入预拉伸对微观组织及力学性能的影响,并分析了合金显微组织与力学性能之间的联系。通过对双态组织的 TC4-0.55Fe采用固溶时效和双重退火热处理后微观组织和力学性能进行比较,发现两种热处理方式下随着时效和低温退火温度升高合金中微米级的片层α相厚度均逐渐增大、强度降低、塑性提高。固溶时效热处理下随着时效温度的升高合金屈服强度从530℃的873MPa下降到590℃的862MPa,而延伸率提高3.2%。双重退火热处理试样的屈服强度随着低温退火温度的升高逐步降低,但是延伸率相比于固溶时效有了很大提高,最好可达到23.6%。由于普通热处理对钛合金强度提升不明显,时效和低温退火温度均为590℃时,双重退火试样塑性更优于固溶时效,所以选择该试样引入预拉伸强化,对其在固溶和低温退火中间进行预拉伸。引入预拉伸后,晶粒发生了明显的变形,进行时效强化后合金组织无沉淀区（PFZ）中析出大量细小的二次α相（αs）,引入预拉伸后进行时效可以在提升钛合金屈服强度的同时只降低极少的塑性,其中预拉伸形变1%的试样等轴晶含量最高,强度较引入预拉伸前提高68MPa,延伸率仅下降4%,力学性能最优。通过本文研究可知,TC4-0.55Fe钛合金在经过固溶处理后继续进行预拉伸和时效处理,可以有效提升合金的综合力学性能。     

新型钛合金TC8-1棒材显微组织及热处理工艺

针对适用于航空发动机压气机盘件而开发的TC8-1新型钛合金,分析锻制棒材的显微组织,测定β相变温度。合金适用双重退火热处理,根据组织中初生α相含量确定第一重退火温度,最终确定最佳热处理工艺参数。结果表明,TC8-1钛合金(α+β)/β相变温度约为1005 ℃,TC8-1锻制棒材为典型的双态组织,满足锻压要求;TC8-1合金最佳双重退火热处理工艺为：930 ℃×2 h,空冷+580 ℃×1h,空冷。     

退火热处理对TA17钛合金激光选区熔化成形件的力学性能影响研究

针对TA17钛合金激光选区熔化成形(SLM)试验件高强度、低塑性的问题,开展不同温度、冷却方式下的退火热处理工艺研究,通过研究退火热处理前后试件的力学性能测试结果,分析退火热处理工艺对TA17钛合金SLM试件力学性能的影响.结果表明:经过900～950℃真空保温2 h后空冷的退火热处理,SLM试件的强度降低,塑性与韧性得到明显提高,整体力学性能较均衡,满足技术要求.     

真空退火温度对冷加工态铪棒组织和力学性能的影响

高纯铪锭经过锻造、挤压等加工手段制备成13 mm的棒材,在600~760℃进行了不同制度的真空热处理,通过对比分析热处理前后棒材的低倍组织、显微组织及室温、320℃高温拉伸性能,研究了热处理对棒材组织和拉伸性能的影响。结果表明：热处理后铪棒的低倍组织没有明显变化;随退火温度的升高,晶粒有明显的长大趋势,在600~760℃退火,晶粒度处于9.5~11级。铪棒室温和320℃拉伸强度随着退火温度的提高而降低,室温塑性则随着退火温度提高呈现出先升高后降低的趋势,而高温塑性随着退火温度的提高而增加。     

热处理工艺对TA5钛合金棒材显微组织及性能的影响

经过多火次锻造得到具有均匀细小等轴组织的TA5钛合金棒材,在600~800℃范围内对其进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究不同热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热处理温度在700~750℃,保温时间在60~90 min之间时,得到的组织为更加均匀的等轴组织;棒材的抗拉强度为740 MPa左右,屈服强度在595 MPa左右,延伸率在14%左右,强度和塑性达到较好的匹配。     

热加工及热处理工艺对Ti80合金棒材组织和性能的影响

对不同的热加工工艺及热处理工艺获得的Ti80合金棒材进行了室温力学性能和组织的分析研究。结果表明：Ti80合金棒材精锻时,随着变形量增加室温拉伸性强度逐渐增加,塑性变化不明显,而冲击韧性随着变形量的增加而显著下降;轧制棒材的冲击韧性比相近变形量的精锻棒材略高;室温拉伸性能对热处理温度不敏感,900℃及其以上热处理的几乎保持不变;热处理温度对冲击韧性影响较大,（940~980）℃×75 min/AC的综合力学性能较好。     

双重退火对BT25钛合金组织与性能的影响

研究双重退火时不同退火温度对BT25钛合金组织与力学性能的影响。结果表明:双重退火后的室温和高温拉伸性能都强于单一退火,具有良好的综合性能。双重退火时,随着第1退火温度的提高,初生等轴α相含量减少,颗粒逐渐增大,次生α相增多增大;合金的强度降低,塑性及韧性提高。随着第2退火温度的升高α颗粒尺寸稍有增大,球化程度进一步提高;合金强度、塑性及韧性变化不大,高温性能稳定。BT25钛合金采用(940~980)℃×1 h,空冷+(530~570)℃×6 h,空冷的双重退火工艺时,可得到较理想的显微组织和良好的综合性能。     

热处理对X-5钛合金棒材组织与性能的影响

研究了Φ16mm的X-5钛合金棒材在不同热处理条件下的显微组织和力学性能。结果表明：采用800℃×60min／AC和850℃×10min／AC进行固溶处理,φ16mm的X-5钛合金棒材可以获得较好的显微组织和室温力学性能;在800℃×60min／AC＋500℃×8h／AC的固溶加时效制度下,Φ16mm的X-5钛合金棒材可以获得最好的强化效果,且塑性也能满足设计需要;不同的固溶冷却方式则对Φ16mm的X-5钛合金棒材的室温力学性能影响不大。     

等温淬火对TC21钛合金微观组织和力学性能的影响

研究了TC21钛合金在两相区固溶后直接在较低温度保温一定时间水冷到室温(等温淬火)获得的组织与力学性能。将试样在900℃固溶0.5 h,分别在600～60℃温度范围等温保温1 h后水冷到室温,观察微观组织特征,测试宏观和显微硬度以及拉伸性能。结果表明:从600℃到400℃,次生α相宽度逐渐减小;从400℃到60℃,次生α相宽度几乎保持不变。宏观维氏硬度与β转变基体的微观维氏硬度变化规律相同。随着等温淬火温度提高,延伸率和断面收缩率缓慢增加。TC21钛合金的硬度、强度随着次生α相宽度的减小而升高。300或400℃等温淬火所得组织的强度与塑性的匹配性最好。     

不同热变形条件下体育器械用钛合金组织与性能研究

对不同温度下体育器械用TC11钛合金进行了高温压缩,并运用空冷与水冷两种冷却方式冷却,使用固溶时效与双重退火两种方式分别进行处理。研究了TC11钛合金的组织演变以及力学性能的变化。结果表明:经1000℃高温压缩和双重退火处理的TC11钛合金材料延展率最高,强度较好,综合力学性能最佳。