Ti40合金的阻燃性能及其阻燃机理分析

采用ＤＣＳＢ法和金属液滴实验法评价Ｔｉ４０阻燃钛合金的阻燃行为,并初步分析影响钛合金抗燃烧的因素和阻燃机理。结果表明：Ｔｉ４０合金具有良好的阻燃性能,低溶点,高热导率和单一稳定β组织的钛合金具有良好的阻燃性能;     

Ti—V—Cr阻燃钛合金的微观组织

采用金相,Ｘ射线衍射和透射电镜研究了Ｔｉ－Ｖ－Ｃｒ阻燃钛合金的微观组织,利用金属液滴实验法测试了合金的阻燃性能,结果表明：Ｔｉ－Ｖ－Ｃｒ系合金具有很好的阻燃性能,该系合金为单一的等轴β组织,不存在第二相析出物,合金元素Ｖ含量升高以及Ａｌ的加入并不影响合金的微观组织特征;经４００℃,１００ｈ热暴露后,合金仍为单一的β组织,表明Ｔｉ－Ｖ－Ｃｒ系合金的组织结构是稳定的。     

β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能的影响

研究了β型Ti40阻燃钛合金高温长期作用的第二相及其对性能影响，Ti40合金高温长期作用后，从β相中析出Ti5Si3相和α相，采用常规锻造工艺不高于540℃热暴露100h,Ti5Si3相沿晶界不连续分布，降低合金热稳定性能，700℃热暴露100h，Ti5Si3相明显，大大降低合金热稳定性能，合金呈脆性沿晶界断裂，采用等温锻造工艺540℃热暴露100h，晶内析出粗大的Ti5Si3相和α相，热稳定性能严重降低，呈宏观脆性断裂，采用常规锻造工艺合适的热处理制度，540℃，100h,250MPa蠕变作用后Ti5Si3相沿晶界不连续分布，合金有较好的蠕变性能，若热处理工艺不当，合金中有大量粗大的棒状Ti5Si3相和α相析出，Ti5Si3 相沿晶界连续分布，合金的蠕变抗力明显降低，采用等温锻造工艺蠕变作用后，合金中析出大量粗大的α相，合金蠕变抗力也明显降低。     

一各高度β合金化钛合金的微观组织

研究了一种新型高度β合金化的阻燃钛合金Ｔｉ４０的微观组织。研究表明,Ｔｉ４０合金为单相β合金。其铸态组织中存在四叉晶界及晶界周围的白色区域,不超过７８０℃固溶处理,使其晶粒粗大、晶界宽化,晶界仍由许多小晶粒组成;８２０℃固溶发生再结晶,１１００℃固溶发生二次再结晶,大晶粒中出现亚晶;９５０℃锻造,１０５０℃固溶处理后其组织为Ｓｉ－Ｏ化合物和Ｃｒ－Ｏ化合物组成的网状结构。不低于９１０℃固溶时效处理,大晶粒中出现了许多亚晶,使合金的室温拉伸性能得到最佳匹配。     

Ti40阻燃钛合金热处理的研究

针对Ti40阻燃钛合金环件设计了5种不同的热处理工艺,测试了合金在不同热处理工艺下力学性能和组织特点.结果表明,该合金的热处理不具备传统强化效果,只起到调节组织、使晶界稳定的作用,其主要原因是因为Ti40合金具有极高的Mo当量.推荐Ti40合金环材室温使用时的最佳热处理工艺为850 ℃×1 h水冷 550 ℃×6 h空冷.     

高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化和氧化层剥落机理

对高度稳定化β型阻燃钛合金Ti40的氧化机理和氧化层剥落机理进行研究表明：合金氧化增重随温度升高明显增加,至1050℃反而降低;600℃的氧化膜主要为TiO2和V2O5,高于700℃氧化,因V2O5的挥发,氧化膜主要为TiO2,随温度升高,氧化物晶粒粗化,氧化膜疏松多孔,与基体黏附性降低,不低于900℃时开裂和剥落,不低于800℃氧化,氧化层疏松还存在SiO化合物,温度升高,SiO数量增多,由圆形球变为星形,至1050℃随氧化层剥落而消失;剥落后的基体氧化层仍为疏松状,有不连续分布的Cr2O3膜存在,同时还分析了Ti40合金不抗氧化的原因及氧化机理,提出了氧化机理模型。在分析氧化膜内应力产生及内应力释放机制基础上,提出了Ti40合金氧化层开裂、剥落机理。     

大功率航空发动机用Ti—6246钛合金的耐蚀性能

发展用于航空发动机压气机盘件和叶片的材料是以获得高抗蠕变强度为目的。Ti-6246 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo)合金适用于773K~900K温度，可制造中、高功率压气机盘件和叶片。为了使其安全使用，必须检验合金的耐蚀性。英国威尔土斯旺西大学的M. Evans等学者在对近γ Ti-48.8Al-2.2V合金在纯氧气中经1273K，24h氧化增重试验、对IMI834在空气中蠕变性能受α污染层影响试验和对Timetal-1100、Ti-8Al-1Mo-1V及Ti-679已进行详细氧化分析的基础上，检验了Ti-6246在773K~1123K的抗腐蚀性。并将其结果与前面提到的几种钛合金作了比较。 研究所…     

Ti40阻燃钛合金的高温蠕变行为

计算了Ti40合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及在460℃－540℃范围内蠕变激活能Q＝94.0kJ/mol，并以此基础上研究了其蠕变强化机制。实验结果表明：该合金在此温度范围内的蠕变受位错和扩散双重机制控制，晶界移动对蠕变也有一定的贡献。在目前实验条件下，Ti40合金在620℃蠕变性能较差。     

Ti40阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了高稳定β型阻燃钛合金Ti40合金在900℃-1050℃温区内氧化时的氧化行为。结果表明：随着温度的升高及时间的延长，试样表面氧化皮由较为平整变化为表面氧化皮严重脱落且基体表面呈现为淡绿色。对该物质进行能谱分析后显示淡绿色物质为TiO2和Cr2O3的混合物。900℃～1000℃的氧化动力学曲线显示，随温度升高氧化增重急剧增加，在温度1000℃～1050℃范围内，试样氧化增重虽仍随时间的增加而增加，但总量有所下降。     

铸态Ti40阻燃钛合金高温变形特性

在热模拟试验机上对铸态Ti40合金在950～1100℃、应变速率0.001～1.0 s-1范围内进行了热压缩实验,并基于动态材料模型理论建立了该合金的加工图,通过分析加工图和观察变形组织,研究了该合金的高温变形特性。结果表明,该合金加工图上失稳区范围为950～1040℃、0.1～1.0 s-1,功率耗散效率η值最小,为0.16～0.35,易出现局部流动现象。加工图上有两个η峰值区,范围分别为1070～1100℃、0.1～1.0 s-1和1000～1100℃、0.001～0.02 s-1,η值分别达到局部最大和整个加工图最大,分别为0.42～0.68和0.44～0.76,对应的变形特性均为动态再结晶,二者是优化的加工区。加工图上除失稳区和η峰值区以外,其它区域的η值为0.36～0.44,介于失稳区和峰值区的η值之间,是热变形时可选的区域。     

550℃热暴露对Ti40阻燃钛合金力学性能的影响

对Ti40合金锻态、热处理态、550 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究.结果表明,该合金在热暴露过程中析出物较少,并且主要分布在晶界,这些晶界析出物是合金热稳定性能降低的主要原因.通过系统分析合金组织和力学性能,认为可以将Ti40合金550 ℃热暴露过程划分为3个阶段,分别是析出物萌生阶段、析出物长大阶段和析出物在晶界连成析出物带阶段,每个阶段对应的力学性能是由析出物形态决定的.在热暴露末期,出现性能不稳定和硬度与强度不匹配的主要原因是析出物沿晶界形成了完整的析出物带.     

Ti-Cu-Al合金的阻燃特性和微观组织

研究了Ti－Cu－Al阻燃钛合金的阻燃性能和微观组织。结果表明：Ti－Cu－Al合金有良好的阻燃性能,合金的微观组织为a＋Ti2Cu,Ti2Cu分布均匀。随Cu含量或退火温度升高,Ti2Cu颗粒长大,合金性能恶化。合金中是否含有合金元素Al对它的组织结构影响不大。     

机械球磨法制备Ti-Cu阻燃合金层及其性能研究

利用机械高能球磨机在纯钛表面成功制备Ti-Cu合金层。在球料比为10∶1,原始Ti粉和Cu粉质量之比为1∶1,球磨转速为400 r/min的参数条件下,球磨时间分别为5 h1、0 h1、5 h。分别用SEM、EDS、XRD观察合金层的厚度、元素组成、物相,同时还进行了高温氧化、摩擦磨损、激光烧蚀等实验检验合金层的性能,通过对试验结果的分析总结出了较好的球磨工艺参数,得出5 h的球磨能够得到连续均匀的合金层,其平均厚度大约140μm。     

Effect of heat treatment on thermal stability of Ti40 alloy

Five new heat treatment processes were designed, which were divided into three groups by their characteristics. The microstructures and mechanical properties of the alloy after the five heat treatments and thermal exposure at 500, 550℃ for 100 h were tested. The results indicate that a little differences exist in the performance of mechanical properties at room-temperature after the five heat treatments, and the thermal stability is the key factor for determining heat treatment process. Among the three groups of heat treatment processes, the best thermal stability is achieved after the first group of heat treatment. After annealing treatment at intermediate temperature, some defects and uneven grain boundaries are remained, which leads to the reduction fractions of precipitations on unit grain boundary and the harmful effect of precipitations on grain boundary is weakened. The process of annealing at 650 ℃for 4 h is recommended the best heat treatment process for Ti40 alloy.     

两种Ti－V－Cr阻燃钛合金的热稳定性能

研究了Ti-35V-15Cr(A)和Ti-25V-15Cr(B)两合金在不同温度、时间和拉应力条件下热暴露后的热稳定性能。结果表明，随着热暴露温度升高，合金性能恶化。600℃热暴露，B合金性能恶化的根本原因是表面氧化，A合金则是由于表面氧化与组织变化的共同作用。热暴露时间延长，合金塑性下降；热暴露拉应力增大，合金塑性有所提高；A合金540℃热稳定性较B合金差，两合金540℃热暴露塑性下降的主要原因来自于热暴露过程中微观组织的变化，其次为表面氧化。高钒含量A合金中的α相比低钒含量B合金中的α相更易聚集于晶界。晶界α相的析出和长大，是合金性能恶化并发生沿晶断裂的主要原因。     

中低温退火处理工艺下Ti40合金高温蠕变机制的研究(Ⅰ)—蠕变本构关系

对Ti40合金环材进行600℃,4h退火处理,并测试合金在500～550℃温度范围不同应力下蠕变性能。结果表明,Ti40合金在500～550℃的温度范围的蠕变行为应该分为两个区间,区间Ⅰ为500～520℃温度范围;区间Ⅱ为535～550℃温度范围,在两个温度区间内蠕变本构方程不同。分析认为,在低温区(500～520℃)应力对位错的滑移影响较大,热激活控制的位错攀移控制稳态蠕变变形;当温度升高时,扩散对蠕变变形的贡献越来越大,在高温区(535～550℃),合金的蠕变可能受自扩散或合金元素的扩散控制。     

变进给高效铣削阻燃钛合金的机理研究

主要采用变进给试验法,开展了正弦变进给高效铣削Ti40阻燃钛合金试验和理论研究。建立了正弦变进给变化幅度、变化周期及进给步持续时间与刀具耐用度的关系模型,并对模型参数进行优化,结果表明：当进给变化幅度为11.72%,变化周期为120s,进给步持续时间为5s时,刀具耐用度相比传统铣削,增长幅度最高可达33%。变进给铣削Ti40阻燃钛合金改变了刀具磨损的形态和机理,主要表现是增大前刀面与切屑的接触面积,改变月牙洼磨损的位置,同时减小月牙洼磨损的深度和磨损速率,增强铣削中刀具切削刃强度,从而提高了刀具耐用度。