一种低成本超塑性钛合金

涉及一种近β型低成本超塑钛合金。其特征在于其合金的质量百分比组成为：铝3．0％～6．0％，钒2．0％～4．0％，钼1．0％～3．0％，铁0．5％～2．0％，铬0．5％～2．0％，余量为Ti和不可避免的杂质。该合金的热加工温度较低，且易于塑性变形，从而可有效降低加工成本。     

钛合金的超塑性

钛合金,特别是含有少量β稳定剂的α-β钛合金,是首批发现具有超塑性的材料之一。这使钛的超塑加工很早就得到应用。但是,同时要求高温和保护气氛的钛合金冶金的复杂性,使基本的实验工作遇到很大困难。然而,近来有关钛合金超塑性的著作明显增加,认识水平也有显著提高。本文将着重评述适合超塑成形的两相钛合金的新进展,也将论及α和β相对体积分数、添加β稳定剂、扩散系数、变形机制、温度和应变速率等对超塑变形(特别是对两相合金系统)的影响。通过实验和分析,逐一讨论了显微结构(包括晶粒大小和形状)和加工历史对应变速率敏感性、延伸率以及成形性能的作用,说明了晶粒大小随变形而变化以及应变、应变速率和温度对晶粒尺寸稳定性的影响,这是了解钛合金超塑变形的一个重要方面。关于显微和机械的缺陷对总伸长率以及可变因素(例如应变速率和温度)对加工的影响,将从理论的和实验的观点进行讨论。最后,在生产条件下就这些工艺参数对钛合金超塑成形的影响,以及为得到满意的构件所必须的压力和气氛控制,将在文章的结论部份提到。     

钛合金的超塑性

一、前言金属及合金在拉伸时的延伸率,既使在高温时通常也只有百分之几十到100%,然而,对某些金属及合金来说,当晶粒细化到10微米以下,高温变形又不使晶粒明显长大时,在一定的高温变形条件下,其延伸率可达到百分之数百至2000%,这种异常的延伸现象通称为超塑性。     

钛合金超塑性成形

本文从介绍金属材料超塑性成形的优缺点入手,列举了迄今世界上已证明具有超塑性特性的钛合金的牌号(成分)及其重要的超塑性特性指标,然后介绍了几项钛合金超塑性特性在生产中正在成功地应用的技术—胀形、成形和扩散连接以及超塑性等温锻造和等温锻造。     

TC4钛合金板材超塑性性能研究

采用最大m值法、恒应变速率法在850~910℃下测试TC4钛合金板材的超塑性性能,分析了工艺参数对TC4钛合金板材的流动应力、应变速率敏感性指数和微观组织演变的影响。结果表明:该合金的最佳超塑性变形温度在850℃左右,在该温度下的基于最大m值法、恒应变速率法拉伸的伸长率均达到了最大且分别为1031%和631%,而在850℃下最大m值法拉伸能获得材料的最佳超塑性;当变形温度为850~910℃时,最佳变形速率0.00031~0.001 s~(-1);随变形温度的升高、应变速率的降低,该合金的流动应力降低,最大为70 MPa;该合金在850℃、应变ε=0.1条件下的应变速率敏感性指数m值最大且为0.58,并随着变形温度、应变量的增加而降低:超塑性变形中其内部发生了明显的动态再结晶,温度越高,晶粒越粗大。     

超塑性钛合金的研究进展

简要介绍了国内外对α、α β、β钛合金以及金属基复合材料的超塑性研究，并介绍了合金的晶粒尺寸、微量元素氢对钛合金超塑性的影响。结果表明，细化晶粒后，合金的超塑性能得到很大提高，表现在超塑形变温度降低100℃以上，应变速率提高1～2个数量级。晶界扩散控制晶界滑动是低温超塑行为的主要机理。氢含量低时，合金的伸长率与原始合金板材的接近，氢的添加可使合金超塑性温度降低。另外还给出一些超塑性钛合金的应用情况。最后指出未来研究方向重点为先进材料超塑性的研究、低温高速超塑性的研究以及非理想超塑材料的超塑性变形规律的研究。     

钛合金低温超塑性的研究进展

介绍了降低钛合金超塑成形(SPF)温度的三种主要方法,即通过添加氢、细化晶粒、在β相中加入具有高扩散系数的元素均可有效地降低SPF温度,从而利于提高超塑成形的效率及节省能源和降低模具的损耗。同时还介绍了细晶超塑性的变形机理和氢对超塑性的作用机理。最后指出大塑性变形技术和氢处理技术是制备细晶组织钛合金的简单而可行的工艺方法。     

钛合金低温超塑性的研究进展

介绍了降低钛合金超塑成形（SPF）温度的三种主要方法，即通过添加氢、细化晶粒、在β相中加入具有高扩散系数的元素均可有效地降低SPF温度，从而利于提高超塑成形的效率及节省能源和降低模具的损耗。同时还介绍了细晶超塑性的变形机理和氢对超塑性的作用机理。最后指出大塑性变形技术和氢处理技术是制备细晶组织钛合金的简单而可行的工艺方法。     

影响超塑性钛合金达到最大塑性的因素

1、前言当拉伸超塑性材料时,流变应力σ与施加的应变率ε之间的关系可用下式表达:式中,K对于给定的试验条件是一个常数,m是应变率敏感系数。在大多数的超塑性研究中都采用拉伸试验,但业已证实,此种方法对于研究高温稳     

钛合金大晶粒超塑性研究进展

综述了钛合金大晶粒超塑性的研究进展,着重介绍了不同类型钛合金在大晶粒超塑性变形过程中的基本特征,探讨了钛合金大晶粒超塑性变形机理。     

一种新型耐蚀钛合金

成分 (质量百分数 )为 :Ni=0 . 3～ 3,Cr=0 . 3～ 3,Mo=0 . 3～ 3,Cu=0 . 3～ 3及余量的 Ti,合金可用熔铸压力加工方法或粉末冶金方法制造。由于采用少量多元合金化的方法 ,大大提高了合金的机械强度和在各种介质中的耐蚀性、扩大了适用介质范围。合金加工性能良好 ,不含稀贵金属 ,制造成本低 ,具有市场竞争力和推广使用价值一种新型耐蚀钛合金     

钛合金超塑性的影响因素研究

研究了钛合金超塑性的影响因素(晶粒尺寸、变形温度和应变速率),并综述了在不同影响因素下该合金的超塑性变形行为.     

TC4钛合金板的超塑性

通过拉伸法和金相分析研究了国产TC4合金板的超塑性。结果表明:TC4合金超细晶粒板是一种优良的超塑性板材,不需其它处理即可用于超塑性成形;最佳超塑性成形条件是:变形温度为880～920℃,应变速率为5.5×10~(-4)S~(-1)～1.3×10~(-3)S~(-1),在此条件下,单向拉伸的m值为0.58～0.62,试件伸长量可达1000%以上;在最佳变形条件下,材料的变形抗力小于4kg/mm~2。     

诱发钛合金塑性增强的分步超塑性成形法

介绍了分步超塑成形法,从成形方式上探索一种增强材料塑性的途径。分步超塑成形过程中,分别以恒速度与最大m值法,分两步先后作用于拉伸试样,通过控制初始变形方式的变形量以及各步间隙时间等,来促使材料内部产生晶粒细化、组织结构改善等,从而增强材料塑性。实验比较了单步拉伸成形与分步拉伸成形,以及分步成形中恒速法的预应变量对金属延伸率与组织的影响。结果表明:未经特殊细化处理的TC6钛合金分步拉伸,其恒速变形的工程应变为2.0时,可获得延伸率为2053%,而同温度下单步恒速与最大m值法拉伸的延伸率为753.9%与1347%;TC4钛合金在分步拉伸中恒速应变量为1.5时,可获得2147%的大延伸率。可见分步成形显著诱发了塑性增强。此外,预应变量决定着拉伸试样的晶粒组织大小。     

TC21新型钛合金的超塑性拉伸行为及组织演化

研究了新型高强高韧高损伤容限TC21钛合金的超塑性拉伸变形行为及组织演化规律。结果表明,TC21合金具有良好的超塑性和较宽的超塑性温度-应变速率范围(720℃～960℃,5.5×10~(-5)／s～1.1×10~(-2)／s)。在最佳超塑性条件下(900℃,3.3×10~(-4)／s),平均延伸率达到980％,最高延伸率达到1309％,平均流动应力仅为19.5 MPa。在超塑性拉伸过程中,试样变形区将发生明显的动态再结晶,使原始条状初生α相破断、细化和等轴化,促进超塑性的提高。随着变形温度提高、变形量增大和变形时间加长,将发生聚集再结晶,使再结晶α相合并长大成不规则的大片状,引起显微组织明显粗化,断口表面起伏增加。在最佳超塑性条件下,断口中形成了大而深的空洞,晶界滑动和晶间断裂特征明显。     

一种新型Ti-Al-V-Zr-Mo-Nb低温钛合金组织与性能研究

设计并制备了一种新型Ti-Al-V-Zr-Mo-Nb系近α型粉末冶金低温钛合金CT1400,并对其进行了系统的微观结构表征、室温/低温力学性能测试以及变形行为分析.结果 表明,CT1400主要由片层α相、等轴α相以及少量片层β相组成,由动态再结晶形成的等轴α相体积分数随成形温度的提升而增加.得益于最为充分的动态再结晶过...     

氢对两种新型钛合金强度和塑性的影响

采用变截面薄板试样，研究了4种氢含量对2种新型钛合金强度和塑性的影响。发现氢对Ti—2Al—2．5Zr强度的影响不大，却能较大幅度地提高Ti—4Al—2V的强度，增幅可达16％左右。氢含量升高使2种钛合金的断面收缩率下降：α β两相钛合金的氢脆敏感性在氢含量大于150μg／g后大于单相的α钛合金。认为钛合金氢致硬化主要来源于固溶的原子氢，而钛合金的氢脆主要来源于晶界析出的氢化物。