温度对TB6钛合金动态压缩性能的影响

利用分离式高温Hopkinson压杆试验系统,对TB6钛合金在不同温度(550～850℃)下的动态冲击压缩力学性能进行测试,研究环境温度对试验材料在高应变率下的应力-应变行为和绝热剪切带生成机制的影响。试验结果表明,在高应变率条件下,随着温度的升高,绝热升温热软化作用增强,材料表现出较强的应变率增塑效应和一定程度的应变率增强效应。同时发现,材料在650～750℃表现出较强的绝热剪切敏感性,承载时间越长,剪切带长度越长。材料在750℃时,剪切带出现分叉,导致材料强度异常降低。随着环境温度的增加,剪切断口韧窝面积增大,韧窝数量增加,材料塑性增强。     

爆轰载荷下TB6钛合金组织及绝热剪切行为研究

采用电子背散射衍射技术（EBSD）研究了双相TB6钛合金在超高应变速率的爆轰载荷下绝热剪切带（ASB）中心、过渡区及基体的组织、织构演变。结果表明，爆轰后α、β相晶粒尺寸均减小，α相产生{10"1" ?2}孪晶；ASB中心区β相晶粒发生了动态再结晶，晶粒尺寸400 nm，绝大部分为大角度晶界，位错密度最低，ASB中心发生α→β相变；{10"1" ?0}⊥AD、<0001>//RD or ND、{100}<110>旋转立方存在于除了爆轰基体的所有α或β相中；{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>织构存在于原始组织的α相中，过渡区存在{10"1" ?0}<0001>、{10"1" ?0}<11"2" ?0>、{11"2" ?0}<0001>三种织构，{100}<001>伪立方织构只存在于爆轰基体的β相中；{100}//SD是ASB组织的共同特点，<0001>//AD织构存在于爆轰基体、{11"2" ?0}//SD、<0001>//SD织构存在于ASB中心；α相的{11"2" ?0}面、<0001>取向和β相的{110}面平行于ASB，这均不是密排面和密排方向，不利于合金的机械性能。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

轧制温度对TB6钛合金棒材组织和力学性能的影响

采用三辊螺旋轧机,在Tβ-40℃、Tβ-30℃和Tβ+160℃三种不同温度下对TB6钛合金棒材进行轧制,研究轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。研究结果表明,经Tβ-40℃轧制后的组织为等轴组织,Tβ-30℃轧制后的组织为双态组织,Tβ+160℃轧制后的组织为网篮组织;具有等轴组织和双态组织的TB6钛合金棒材的拉伸强度相当,均高于具有网篮组织的,而等轴组织的塑性与网篮组织的相当,但低于双态组织的;综合分析知,经Tβ-30℃轧制后的TB6钛合金棒材的综合力学性能最优。     

热轧TB2钛合金织构多晶板动态压缩性能的各向异性

利用Instron 电子拉伸机和分离式霍普金生压杠(SHPB)实验装置, 研究了准静态和动态压缩条件下热轧TB2钛合金织构多晶板的力学性能。对TB2钛合金板材的轧向、横向以及轧制平面内与轧向成45°等3个方向进行了压缩实验, 得到了不同应变速率下的应力-应变曲线。结果表明：热轧TB2钛合金板材不同方向上的流变应力均随应变速率的增加而增加, 表现出明显的应变速率强化效应。准静态和动态力学性能均表现出各向异性, 且准静态和动态压缩行为规律不一致。考虑准静态和动态变形时可能的塑性变形机制, 基于微观晶体塑性变形理论, 定性讨论了热轧织构多晶TB2钛合金板屈服强度的各向异性     

高应变速率下TC11钛合金动态剪切行为与性能

采用分离式霍普金森压杆（Hopkinson Bar）装置系统,对TC11钛合金进行室温高应变速率（700-2100s^-1）动态剪切试验,通过光学显微镜、显微硬度分析仪、扫描电镜研究了TC11钛合金动态剪切行为、绝热剪切带微观组织与性能。结果表明：TC11钛合金随应变速率的提高绝热剪切敏感性增加;绝热剪切带由过渡区域的变形拉长组织和中间部位的细小晶粒组织组成,具有清晰的剪切变形流线,宽度约为10μm;绝热剪切带内的显微硬度值高于基体组织,是,由应变速率强化和应变强化与热软化相互作用的结果。     

TB8钛合金常温压缩应力应变曲线分析

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对TB8钛合金进行了常温压缩变形试验,温度为恒温25℃,应变速率范围为0.01~10 s-1。研究了TB8合金常温下流变应力行为,对合金的常温变形机制进行初步的探讨。实验结果表明:TB8材料具有明显的应变速率敏感性,并得到固溶态TB8材料的数学模型。模型计算结果和实验结果显示,该模型可以较好地预测固溶态TB8材料在冷变形时的塑性流动应力。     

组织及应变率对TC6钛合金绝热剪切敏感性的影响

采用分离式Hopkinson Bar技术对不同热处理工艺的TC6钛合金进行了动态剪切试验,研究了不同组织状态及不同应变率下的绝热剪切敏感性,并进行了金相观察及分析.结果表明:不同组织对TC6钛合金的绝热剪切敏感性有很大的影响,片状组织的绝热剪切敏感性最小,而球状组织的绝热剪切敏感性最高;随着组织中á相的增加,材料的绝热剪切敏感性增加;随着同一类型中晶粒尺寸的减小,材料的绝热剪切敏感性降低;随应变率的提高,TC6钛合金的绝热剪切敏感性也随之增加.     

TB6钛合金热变形诱导马氏体转变

为研究TB6钛合金在β相区热变形后快冷过程中形变诱导马氏体的转变行为,采用圆柱试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行热压缩试验,并计算β相条件下的稳定系数,观察热变形组织,测试材料的物相结构。结果表明:合金β相条件稳定下系数Kβ为1.06,β相处于机械不稳定状态,在β相区热变形后快冷过程中合金存在形变诱导转变斜方马氏体(α″),β相向斜方马氏体转变时3个点阵方向发生点阵应变为ε1=-7.1%,ε2=7.2%,ε3=1.1%的结果;形变诱导马氏体呈现针状和锯齿状两种形貌,其转变模式是先形成近似平行的细条状或针状主干,后从主干中不断生长成树枝状,且马氏体内部可能存在孪晶。     

置氢对TB8钛合金组织及硬度的影响

利用OM、SEM和XRD等方法研究固态置氢对TB8钛合金微观组织及相变的影响,并且研究置氢后合金的硬度变化规律。结果表明:随着氢含量的增加,合金中β相逐渐增多,并且氢的加入降低了生成ω相的临界冷却速度;TB8钛合金的显微硬度随氢含量的增加先增加后降低,这是由置氢后生成硬化相ω,氢化物δ,软化相β以及氢的固溶强化共同作用的结果。     

置氢对TB8钛合金室温压缩性能的影响

通过热氢处理技术在钛合金中引入临时元素氢,可以改变钛合金的相组成,进而改变钛合金的力学性能和加工性能。文章采用压缩实验研究置氢对TB8合金室温压缩性能的影响,并利用OM、XRD和DTA等方法研究固态置氢后TB8钛合金微观组织和相变的演变过程。结果表明,氢降低了TB8合金的β相转变温度,在氢含量为0.7wt%时组织完全转变成β相,置氢后合金中生成了δ氢化物和ω相;氢对TB8合金的塑性影响较小,但由于β相的软化作用,使置氢后合金的屈服强度低于原始合金,应变硬化能力随氢含量的增加而逐渐增强,主要是由氢原子及氢化物对位错的阻碍作用所致。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

轧制温度与变形量对TB2钛合金微观组织和力学性能的影响

通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计以及万能拉伸试验机等研究了不同轧制温度及变形量对TB2钛合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明,在600℃轧制处理后,TB2钛合金由β相和α相组成。同一轧制温度下,随着变形量的增加,晶粒被明显拉长,基体中的β晶粒部分破碎,并在晶界处出现大量再结晶晶粒。当轧制温度为600℃,变形量为60%时,合金的抗拉强度最大,可达到1360 MPa,伸长率为5.7%;而当轧制温度为600℃,变形量为40%时,合金的抗拉强度最大,可达到1270 MPa,伸长率为10.9%,综合力学性能较好。     

TB2钛合金筒形件旋压变形组织性能的研究

对TB2钛合金筒形件(管材)进行了变薄旋压成形试验,探讨了合金锻坯和挤压坯旋压变形后的组织性能、强化效应和塑性变形规律.结果表明,合金锻造变形率大于70%时可基本消除铸态组织;温度≥700℃、道次减薄率为20%～30%、进给比为0.5～1.0 mm·r-1时,合金筒形件旋压变形稳定.同时,对TB2钛合金旋压件进行了热处理试验,研究了固溶温度、时效温度对合金组织性能的影响,确定了合金的固溶温度和时效温度分别为710和520 ℃.     

固溶温度对TB8钛合金组织及性能的影响

研究了固溶温度对TB8钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,随固溶温度的升高,合金β晶粒明显长大;合金固溶态强度略有降低,塑性逐渐升高;合金固溶+时效处理后,β晶界及晶粒内部均匀弥散析出大量次生α相颗粒,强度呈上升趋势,塑性明显降低.TB8钛合金在770 ～ 830℃温度范围内固溶后,具有较高的强度和优异的塑性,经520℃时效后,综合性能优异,抗拉强度＞ 1300 MPa,伸长率＞15％,断面收缩率＞55％.     

蠕变预加载Ti6321钛合金的动态力学性能和绝热剪切研究

蠕变加载对结构件的服役性能会产生一定的影响。本文对等轴、双态、魏氏组织Ti6321钛合金进行蠕变预加载,对蠕变后的材料进行动态压缩试验,应变率为3000s_-1^,研究经不同蠕变应力加载后的Ti6321钛合金动态力学行为。结果表明：蠕变后钛合金的动态力学性能均表现出屈服应力下降,抗压强度上升。随蠕变应力增加,三种组织钛合金在动态压缩后的冲击吸收功增大,绝热剪切敏感性降低。未蠕变的钛合金经动态压缩后均产生相变带,等轴组织和双态组织钛合金蠕变预加载再经动态压缩后未失效,仅产生形变带,魏氏组织产生相变带导致失效。蠕变推迟了等轴组织和双态组织钛合金的绝热剪切相变的发生。     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

铸态TB6钛合金热变形过程中应力诱发马氏体相变

对铸态TB6钛合金进行了恒应变速率热模拟压缩试验（变形温度为800~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s-1）,研究了合金微观组织演变和应力诱导马氏体（SIM）相变。结果表明,该合金在热变形过程中出现了具有枝晶形态的正交结构SIM。SIM在β晶内和晶界形核。应变速率和变形温度控制合金成分均匀性和内应力,是SIM析出量的主要影响因素。不同应变速率的SIM析出量与变形温度范围有关。SIM析出量较高变形条件为：在800~900 ℃时应变速率为0.1 s-1,900~1000 ℃时应变速率为0.01和1 s-1,在1000 ℃以上时应变速率为1 s-1。在变形温度925 ℃、应变速率1 s-1时SIM析出量达最大化为50%。     

深冷处理对TC6钛合金高温抗压能力的影响

采用热模拟试验机对深冷处理前后TC6钛合金进行热压缩实验,并结合显微组织、压缩断口观察和硬度测试,探讨了深冷处理对TC6钛合金高温抗压能力的影响。结果表明：深冷处理能提高TC6钛合金的高温抗压能力,在500 ℃条件下,深冷处理后TC6钛合金的抗压应力较深未经冷处理的提高了19.39%。