轧制工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响

研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织分布均匀。两种不同轧制工艺生产的成品板性能均满足GB/T 3621标准要求,且多道次冷轧工艺生产的薄板表现出了优异的综合性能,其强度、塑性以及冷弯性能要明显优于热叠轧工艺。     

锻造工艺对TA15钛合金扁坯组织和力学性能的影响

采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。     

退火工艺对TA17钛合金组织及力学性能的影响

研究了TA17钛合金的退火工艺,退火温度分别为820℃和910℃,在退火处理过程中采用不同的冷却速率。使用光学显微镜观察不同退火工艺处理后合金的微观组织形貌,测试合金的拉伸性能并观察其断口形貌,同时,使用数字式显微硬度计测试不同处理状态下合金的显微硬度。结果表明,820℃退火处理合金发生再结晶,组织为少量等轴β相和基体α相。经820℃退火/炉冷处理合金的β相最细小且分布均匀,综合力学性能较好;910℃退火处理后合金组织为板条状α相和晶间β相,α相与β相尺寸较大,合金的塑性较低。     

TA15钛合金薄板叠轧工艺研究

目前,国内2 mm厚的TA15钛合金薄板的常规生产方式为冷轧,但TA15合金冷变形抗力大,冷轧生产工序多,且工艺复杂,对设备要求较高。本文在2800 mm热轧机组上直接叠轧出2 mm厚TA15成品板,在生产效率、材料利用率、组织性能等方面与冷轧生产工艺进行了对比分析。根据试验结果可知:热叠轧比冷轧缩短了工艺流程,减少了中间工序,生产周期要比冷轧缩短3天;热叠轧工艺的材料利用率要比冷轧工艺高出5%。     

TA15钛合金中板组织与力学性能研究

采用一次换向+四火次轧制、二次换向+四火次轧制和一次换向+三火次大变形轧制3种工艺制备了厚度10.0mm的TA15钛合金中板,研究了轧制工艺对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明：3种TA15钛合金中板显微组织均为α+β两相区加工组织,但采用二次换向+四火次轧制的样品B显微组织中初生α相尺寸最为细小、等轴化程度最高;3种TA15钛合金板材室温和高温力学性能均符合GJB 2505A—2008标准要求,但采用一次换向+三火次大变形轧制的样品C室温和500℃高温抗拉强度横纵向差异最小,500℃高温持久性能最佳。     

退火温度对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

TA15钛合金产品通常都要进行退火处理。为揭示退火温度对其显微组织和力学性能的影响,对?350 mm的TA15钛合金试棒分别进行了在760℃、800℃和840℃保温2 h空冷至室温的退火。随后采用扫描电镜和电子万能拉伸试验机检测了试棒的显微组织、室温和高温拉伸性能以及拉伸断口的形貌。结果表明：随着退火温度的升高,β相转变的组织增多,细小的α相充分球化且杂乱分布;随着退火温度的升高,合金的室温抗拉强度升高,室温屈服强度先升高后略微降低,断后伸长率降低,而高温抗拉强度和屈服强度均升高,塑性变化不大,拉伸断口的韧窝变大变浅,以韧性断裂为主。     

Fe元素对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了添加少量的Fe元素（〈0.2%,质量分数）对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金（TA15-Fe）的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明：添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。     

热处理对TA15钛合金组织的影响

研究了从820℃、900℃、980℃和1030℃水冷、空冷和炉冷对TA15钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着加热温度的升高,初生等轴α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成细小的次生针状α相(αs);随着冷却速度的降低,合金的组织向针状和片状(α+β)相转变。显微硬度随加热温度的升高而提高,而冷却方式对其硬度影响不大。     

钛合金薄板轧制工艺对加工硬化指数的影响

对不同工艺的TC2钛合金薄板进行了拉伸试验,利用所得的应力—应变曲线确定了材料的加工硬化指数。结果表明:冷轧TC2钛合金薄板的加工硬化指数在与板料轧制方向成0°和90°两个不同方向上存在明显差异,说明TC2钛合金板具有明显的各向异性。而采用包套叠轧的TC2钛合金薄板的加工硬化指数在与板料轧制方向成0°和90°两个不同方向上大致相同,同时加工硬化指数相对于冷轧薄板有不同程度提高。     

锻造工艺对TA7ELI钛合金组织和力学性能的影响

研究了不同锻造工艺对TA7ELI钛合金锻件显微组织和力学性能的影响。结果表明,超低温伸长率最高的锻造工艺不是室温塑性最好的工艺,而是室温塑性最差的工艺。不同工艺锻造的TA7ELI钛合金锻件室温力学性能和超低温力学性能各具优缺点,实际生产中可根据产品侧重的性能要求选择相应的锻造工艺。     

β热处理TA15钛合金对力学性能的影响规律

研究了TA15钛合金β热处理和α β两相区热处理后力学性能的变化规律，试验结果表明：β热处理得到的片状组织拉伸强度，塑性，冲击韧性均低于两相热处理得到的双态组织，在片状组织的断裂韧性，疲劳裂纹扩展频率优于双态组织，β热处理提高了屈服强度与抗拉强度之间的差值。     

包覆叠轧TA7钛合金薄板的组织与力学性能

为了解决TA7钛合金板材冷加工困难的状况,对TA7钛合金薄板采用包覆叠轧工艺进行热轧直接成品轧制,可以有效简化工艺、降低成本。分析两种不同加工工艺下板材的组织、织构与性能。结果表明:采用包覆叠轧工艺可以使TA7钛合金板材获得较好的组织,具备较好的综合力学性能。     

热处理工艺对TA15钛合金棒材组织和性能的影响

研究了普通退火、β退火的单重热处理制度和强韧化的双重热处理制度对TA15钛合金棒材组织和性能的影响规律。结果表明,在普通退火温度范围内,合金组织形貌变化不大,均为等轴组织,合金的强度和冲击韧性随退火温度的升高而增加,塑性基本保持不变;β退火得到粗大的魏氏体组织,综合力学性能最差;在双重热处理过程中,第二重热处理温度主要影响片层α相的厚度,随着第二重热处理温度的升高,片层α相厚度增加,合金的强度降低,冲击韧性增加。当热处理制度为975℃×1 h/WQ+850℃×2h/AC时,合金组织由约24%的初生等轴α相、55%左右的网篮α相和β转变组织组成,此时合金具有良好的强韧性匹配。     

高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响

通过高压扭转工艺制备不同扭转圈数的TA15试样,利用金相观察、X射线衍射分析和显微硬度测试,分析高压扭转工艺对TA15钛合金组织和性能的影响。结果表明,变形后试样显微组织沿径向分布不均匀,随着扭转圈数增加,组织中粗大的初生等轴α相逐渐减少,晶粒细化效果明显,材料在(200)晶面出现择优取向;高压扭转变形后,材料的亚晶尺寸减小,微观应变和位错密度显著增加;变形后试样的显微硬度显著提高,且随着扭转圈数的增加,硬度逐渐增加,扭转圈数大于4圈时,显微硬度值趋于饱和。     

成形气氛中氧含量对激光沉积TA15钛合金组织及力学性能的影响

采用激光沉积制造技术制备了TA15钛合金厚壁件,通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)及拉伸试验对其显微组织、断口及力学性能进行分析,研究成形气氛中氧含量对激光沉积TA15钛合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着气氛中氧含量增加,沉积态和退火态试样的显微组织均为典型网篮组织无明显变化。沉积态试样的室温抗拉强度提高而塑性下降,氧含量保持在5×10~(-5)以下能获得较好的综合力学性能。退火态试样的显微硬度低于沉积态且两者均随氧含量增加逐渐提高。室温拉伸断口的断裂机制随着氧含量增加由韧性断裂变为半解理半韧性断裂。     

氢对TA15钛合金微观组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对不同氢含量TA15钛合金的微观组织进行观察,研究氢元素对其微观组织的影响.结果表明:氢是β相稳定元素,随着氢含量的增加,TA15组织中残留β相的含量随之增加;氢的存在能够促进TA15钛合金中孪晶的生长,随着氢含量的增加,孪晶数量随之增大;充氢后,TA15钛合金组织中生成氢化物,氢化物的形成方式有3种,一是以α相为基体、按α→α+δ方式析出面心立方结构的δ氢化物;二是在α相内部析出的层片状氢化物;三是按β→δ+α方式在β相内部共析转变生成的层状交替分布的δ氢化物.     

TA15钛合金真空钎焊接头显微组织及力学性能

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料完成了不同工艺参数下TA15钛合金的真空钎焊,分析了不同钎焊工艺参数对钎焊接头显微组织和力学性能的影响,以及钎焊接头界面组织的演变规律。研究结果表明:随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,界面处缺陷减少,并逐渐消失,实现了连接界面的良好填充,界面上存在大量层片状α相,按一定角度生长,分布均匀,当温度超过930℃后界面α相粗化。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,钎焊接头抗剪强度呈先提高后降低的趋势,当钎焊温度为930℃和保温时间为60 min时,钎焊接头的抗剪强度达到最大值。     

放电等离子烧结TA15钛合金及石墨烯增强TA15复合材料微观组织与力学性能

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备了TA15钛合金,并研究了烧结温度、烧结时间以及烧结压力参数对合金致密化、微观组织与力学性能的影响.结果表明:在烧结温度为800～1200℃、烧结时间为3～7 min、烧结压力为20～50 MPa的烧结条件下,烧结参数对TA15钛合金的物相组成影响不大;合金的微观组织主要由烧结温度决定,并且延长烧结时间会使微观组织发生一定的粗化,而烧结压力对微观组织没有明显的影响.升高烧结温度、延长烧结时间以及适当地增加烧结压力,有助于TA15钛合金致密化过程的进行.烧结态TA15钛合金的室温及高温压缩力学性能由合金的致密度和微观组织共同决定.采用SPS工艺在900℃及50 MPa的烧结条件下,5 min即可获得致密的TA15钛合金,并具有最佳的室温及高温综合力学性能.此外,在900℃、50 MPa和7 min的烧结条件下,采用SPS制备了0.5％(质量分数)石墨烯增强TA15复合材料,与TA15钛合金相比,复合材料室温与高温压缩屈服强度及极限抗压强度得到了明显提高.     

热处理对TA19钛合金组织和力学性能的影响

通过改变固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度,研究了热处理制度对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,使得伸长率和断面收缩率减小;而升高固溶温度使得β相中析出的细小次生α相增多,从而使室温抗拉强度增大。固溶处理后采用水冷时,由于从β相中析出大量细小弥散的次生α相,室温抗拉强度较大,但伸长率和断面收缩率较小。时效温度对微观组织和力学性能影响较小。     

显微组织对TA11钛合金棒材力学性能的影响

通过对TA11钛合金不同组织状态的棒材进行组织、性能检测分析,研究了初生α相含量和尺寸对TA11钛合金室温拉伸性能、热稳定性能、蠕变性能的影响。研究结果表明,初生α相含量对TA11钛合金的拉伸性能影响较小,但对合金的抗蠕变性能影响明显:初生α相含量在50%~90%范围内时,合金的室温拉伸性能、热稳定性能随初生α相含量的增加变化不明显,抗蠕变性能随初生α相含量的增加而提高;初生α相尺寸对TA11钛合金的拉伸性能、蠕变性能具有一定的影响,随着组织粗大程度的增加,拉伸强度降低,抗蠕变性能提高。