高强β钛合金的高温锻造及其锻后热处理研究

钛合金因具有优异的综合力学性能．在航空、航天及汽车和船舶等领域具有广泛的应用。钛及钛合金自20世纪50年代初被首次应用在飞机上之后,其在航空领域的研究与应用已经得到长足发展．如在F-22战斗机中钛合金的用量已经达到41％。     

析出相对含Ca镁合金腐蚀行为的影响

利用XRD、SEM、TEM和EDS等方法表征了Mg-Al-Zn-xCa(x=0、1.25%、1.74%、2.53%)合金腐蚀前后的组织结构,并采用失重法、电化学法、扫描探针显微镜(SPM)研究了合金腐蚀行为。结果表明：合金主要由α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂、Al₂Ca和(Mg,Al)₂Ca 组成。随着Ca含量的增加,合金组织中枝晶臂减小,主要沿晶界分布的Mg₁₇Al₁₂尺寸、数量逐渐减小, Al₂Ca由骨骼状连接成网状,(Mg,Al)₂Ca增多长大。腐蚀测试结果显示：添加Ca后的合金中α+β共晶减少,导致腐蚀通道变窄且比例减小。Ca元素能够使阳极自腐蚀电位升高,形成的Al₂Ca阴极相抑制了析氢过程。合金中主要析出相Al₂Ca 与α-Mg的电势差小于β-Mg₁₇Al₁₂与α-Mg的电势差。     

双级时效对近β高强钛合金冷轧薄板显微组织及力学性能的影响

对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe钛合金进行双级时效热处理,对比研究双级时效对高强β钛合金组织与性能的影响。时效温度选取650℃+450℃,研究结果表明双级时效处理对合金力学性能提升明显,650℃预时效时基体先析出较大尺寸的α相,后续的低温再时效将继续析出尺寸较小的次生α相,两种尺寸的α相共同作用下,使得双级时效的合金获得强度1 504 MPa,延伸率10.3%的优良力学性能。     

多道次热轧模拟过程中Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的再结晶特征

采用Gleeble-1500D热模拟实验机根据设计的轧制工艺对7055合金进行多道次热压缩试验,模拟其企业热轧过程,采用电子背散射衍射和透射电镜研究了再结晶特征。在不同变形条件下,表现出不同的再结晶机制,主要动态再结晶机制有连续动态再结晶和几何动态再结晶。前者的形核机制主要为,原始晶界弓出形核和亚晶合并形核;后者归因于严重的不均匀变形。在道次间的间隙期间,静态再结晶发生。另外,尺寸大于1 μm的第二相也促进再结晶。     

Ti_(2)AlNb基金属间化合物:研究进展、挑战及展望EI北大核心CSCD

自1988年印度学者BANERJEE等在Ti_(3)Al-Nb的增韧研究中首次发现具备有序正交结构的Ti_(2)AlNb(O)相,基于O相命名的Ti_(2)AlNb基金属间化合物由于其出色的比强度、抗氧化性及优异的综合高温性能,逐渐进入人们的研究视野,并在航空航天领域热端部件展现出广阔的应用潜力。本文主要从组织结构调控、成分优化设计、制备加工工艺三个方面,结合国内外最近研究,对Ti_(2)AlNb合金进行综述与回顾,并提出Ti_(2)AlNb合金未来发展亟待解决的一些问题和展望。     

氧化石墨烯对钛合金微弧氧化膜磨损与腐蚀性影响

为改善Ti-5Al-1V-1Sn-1Zr-0.8Mo合金微弧氧化膜的耐磨和耐腐蚀性,向电解液中添加0-1.00g/L的氧化石墨烯制备微弧氧化膜。对微弧氧化膜的厚度、粗糙度、微观形貌及组成进行了表征,并对膜层的耐磨性及耐腐蚀性进行了测试分析。结果表明,随着氧化石墨烯加入量增加,氧化膜厚度从102.3 μm增加为115.3 μm,粗糙度从56.7 μm减少为32.9 μm;未加入氧化石墨烯时,膜层表面的微孔直径大小约为10-60 μm,且有大量微裂纹,随着氧化石墨烯的加入,微孔直径减小,在加入量为0.75 g/L和1.00 g/L时,微孔直径稳定于10-20 μm左右;XRD结果显示,加入氧化石墨烯后,膜层中的金红石相TiO₂含量略有增加,磨损过程中膜层质量损失较未加入时有了显著的降低;加入0.75 g/L的氧化石墨烯后,膜层与基体合金的结合力最大,达到53.3 N,较未加入氧化石墨烯的膜层增加了6.2 N;经盐雾腐蚀480 h后,氧化石墨烯加入量为0.75 g/L和1.00 g/L的膜层具有更好的耐腐蚀性能。     

热处理对β钛合金微弧氧化膜特性的影响

通过对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金进行热处理,研究热处理工艺对该合金的相组成和电阻率的影响以及对氧化膜的厚度、粗糙度、微观形貌及相组成的影响。结果表明,通过热处理改变Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金的相组成,热处理后试样的电阻率小幅降低;经850℃固溶热处理后所获微弧氧化膜的厚度和粗糙度最小,分别为48.3和7.45μm;微弧氧化膜微观形貌显示,经750和850℃固溶热处理后的试样,在微弧氧化后,其膜层表面裂纹较少,并且致密;微弧氧化膜主要的组成相为金红石相TiO_2和锐钛矿相TiO_2。     

Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd镁合金微观组织及裂纹演变行为研究

利用XRD、SEM、TEM、EDS等测试方法对Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd镁合金微观组织结构进行了表征与分析,并采用原位拉伸试验研究了合金显微组织对裂纹萌生及扩展行为的影响。研究结果表明：试验合金组织中主要包括α-Mg基体,β-Mg₁₇Al₁₂,α β共晶相,Al₁₁Nd₃针状相和Al₂Nd颗粒相。Al₂Nd存在孪晶结构,孪晶面为{11-1},Al₁₁Nd₃存在连续的凹凸界面结构。合金室温原位拉伸试验结果显示：裂纹主要在粗大的β-Mg₁₇Al₁₂相内部萌生,裂纹扩展方式包括沿晶扩展和穿晶扩展方式。裂纹穿晶扩展主要归因于沿晶界分布的Al₁₁Nd₃、Al₂Nd相与周围组织界面结合能力较强,Al₁₁Nd₃凹凸界面对基体与共晶组织的啮合作用显著。     

Al-Si-Mg-Sc铸造合金微观组织演变及其细化变质机制研究

本文利用真空感应熔炼炉制备了Al-7%Si-0.3%Mg-X%Sc(X=0、0.1、0.2、0.3、0.5和0.8)铸造合金。采用扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段,表征了实验合金的微观组织,探讨了实验合金的细化变质机制。结果表明：实验合金主要物相包括α-Al、共晶Si、Al₃Sc、AlSc₂Si₂、富铁相(β-AlFeSi和π-AlSiMgFe)等。添加Sc元素后的实验合金组织均得到细化。随着Sc含量的增加,α-Al枝晶间距减小,共晶Si尺寸变小。当Sc含量为0.3%时,实验合金细化效果最好。α-Al细化主要归功于含Sc合金中产生大量细小的Al₃Sc颗粒与基体α-Al共格,且二者晶格错配度为1.0%,Al₃Sc可以作为α-Al的有效异质形核质点。添加Sc后的共晶Si发生变质及得到细化,这是因为存在于共晶Si中的稀土Sc元素,可以作为杂质元素被吸附在共晶Si{111}密排面上,从而促发共晶Si形成孪晶。此外,合金中形成的AlSc₂Si₂能够消耗部分Si元素,使得共晶Si数量减少、尺寸减小。     

微量元素Cr对ZL101合金微观组织和力学性能的影响

本文采用真空电磁感应熔炼炉制备了ZL101-xCr(x=0、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8wt.%)铝合金。利用OM、XRD、SEM、EDS及TEM等测试方法,表征了不同Cr含量实验合金微观组织,并测试其力学性能。结果表明：实验合金主要物相包括初晶α-Al、(α-Al+Si)共晶、Al₁₃Cr₄Si₄、α-Al₁₂(Cr, Fe)₃Si₂、富Fe相(β-Al₅FeSi和π-AlSiMgFe)。添加微量元素Cr后的实验合金组织均得到细化,随着Cr含量的增加,α-Al树枝晶趋于等轴晶转变,共晶组织区域变窄,富Fe相和共晶Si尺寸变小,在合金共晶组织中形成了Al₁₃Cr₄Si₄、α-Al₁₂(Cr, Fe)₃Si₂相。添加Cr元素能够提高合金的过冷度,这对细化合金组织具有积极作用。当Cr含量为0.3%时,铸造合金组织细化变质效果及其力学性能最好,抗拉强度、伸长率分别为182.88Mpa、3.38%。