TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TC11钛合金在1030~1090℃和应变速率0 001~0 1s-1范围内的流变行为和组织演变.分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征.热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4 05,172 3kJ·mol-1,表明该组织的合金在β区热变形主要是位错的滑移和攀移过程.组织观察和电子背散射衍射(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD)测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行.该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态.通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程.经验证,与实验数据吻合较好.     

TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学

使用圆柱形TB6钛合金试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行热模拟压缩实验(变形温度为825~1100℃,应变速率为0.001~1 s^-1)。对采集的流变数据进行加工硬化率处理,确定动态再结晶体积分数,研究了TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学。结果表明,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的提高而增大,流变曲线呈现出动态再结晶类型的特征。随着应变速率的降低和变形温度的提高,动态再结晶的体积分数和晶粒尺寸增大。在变形温度高于950℃、应变速率低于0.001 s^-1条件下,动态再结晶的晶粒严重粗化。动态再结晶动力学曲线经历缓慢增加—快速增加—缓慢增加三个阶段,呈现出典型的“S”型特征。确定了动态再结晶的体积分数达到50%时的应变,建立了TB6钛合金的动态再结晶动力学模型。     

TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究EI北大核心

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TCll钛合金在1030～1090℃和应变速率0．001～0．1s^-1范围内的流变行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力一应变曲线特征。热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4．05,172．3kJ·mol^-1,表明该组织的合金在口区热变形主要是位错的滑移和攀移过程。组织观察和电子背散射衍射（Electron Back Scattered Diffraction,EBSD）测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行。该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态。通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程。经验证,与实验数据吻合较好。     

β21S钛合金的组织和性能研究

β２１Ｓ是一种亚稳定β型钛合金，最初是针对美国国家航空航天飞机用金属基复合材料的可轧制带轧的抗氧化基体合金而研制的，然而，该合金具有极好的综合性能，航空，航天工业部门正在考虑广泛应用该合金。     

β钛合金的强化机理

β钛合金是超高强钛合金的理想选择,其强化取决于该合金具有的晶粒和亚晶粒尺寸以及第二相的性质、体积比、分布特征等微观组织结构因素.其具体的强化机制包括位错强化、固溶强化、细晶强化及第二相强化,综述了这4种强化机制及其相互之间的影响.     

Ti-13Nb-13Zr钛合金板材热处理组织演变分析

对Ti-13Nb-13Zr钛合金板材固溶和时效热处理的组织变化进行了分析,结果表明,为了得到细小等轴β晶粒,推荐固溶处理制度：700℃／0．5h、水冷或空冷。为了保留过冷β相结构,为后续的时效强化做准备,推荐固溶处理工艺为800℃／0．5h、水冷。为使Ti-13Nb-13Zr钛合金达到良好的组织匹配,并且避免产生恶化合金性能的ω相,推荐热处理制度：固溶800℃／0．5h（水冷）＋时效处理560℃／8h。本结果也为Ti-13Nb-13Zr钛合金技术开发和专业生产提供参考。     

Ti-55531钛合金室温强-塑-韧匹配化热处理工艺研究

目的 采用Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)钛合金,研究了不同热处理工艺条件下室温强-塑-韧性能的匹配关系,为满足不同强度、断裂延伸率、断裂韧度综合服役性能要求提供热处理工艺参考。方法 在单相区固溶+时效、双相区固溶+时效2种制度下进行了热处理试验,分析了不同单相区固溶冷却方式(空冷、炉冷)和时效温度、双相区固溶温度等条件下的室温拉伸性能(抗拉强度σb、断裂延伸率A)和断裂韧度KIC,揭示了Ti-55531钛合金室温强度、塑性、断裂韧度的匹配关系。结果 经单相区固溶+空冷+时效处理得到了细片层状次生αs相,随时效温度的升高,αs相尺寸增大,抗拉强度降低,延伸率和断裂韧度升高;经单相区固溶+炉冷+时效处理得到了较粗的α片层,随时效温度从500 ℃升高至600 ℃,α片层尺寸增大,抗拉强度降低,延伸率和断裂韧度升高,但呈现出较高的脆性;随着双相区固溶温度的升高,初生αp相尺寸显著降低,促进后续时效处理过程中析出了更细小的次生αs相,提高了强度,降低了延伸率和断裂韧度。结论 得到了2种能够实现良好强-塑-韧性能匹配的热处理工艺路线:1)850 ℃/1 h固溶后炉冷至600 ℃保温8 h,可得到片层组织以及较高的断裂韧度(KIC=110.01 MPa.m^1/2)、良好的强度(σb=1 111 MPa)和断裂延伸率(A=9.69%);2)810 ℃固溶+空冷+600 ℃/3 h时效,可得到初生αp+次生αs相的双态组织,实现了高强度(σb=1 287 MPa)和高断裂延伸率(A=12.76%),同时断裂韧度达到60.4 MPa.m^1/2。     

β21S钛合金高温变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0.01～1s-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型.结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211.04kJ/mol和4.0129.     

β21S超高强钛合金性能试验研究

β21S(名义成分Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)钛合金是Timet公司针对美国航空航天飞机计划NASP对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定β型钛合金,该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能,可用于制作有温度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等,已经用于制造波音777飞机发动机舱导风罩等部件。β21S合金作为一种典型的亚稳定的β型钛合金,通过适当的工艺热处理后,可获得1 300 MPa以上超高抗拉强度及不小于6%的延伸率,为了全面了解并掌握高强热处理工艺处理后的β21S钛合金性能,我们对β21S钛合金进行了全面性能试验研究。     

固溶处理工艺对钛合金Ti12LC微观组织的影响研究

目的获得Ti12LC钛合金适用的固溶处理工艺。方法开展固溶时效工艺试验,研究不同固溶温度及冷却方式对合金微观组织及力学性能的影响。结果随着固溶温度的升高,初生α相含量有所减少,而β转变组织含量则显著增加,合金的抗拉强度也显著上升,而伸长率则有所下降,固溶温度越接近相变点,性能的变化则越敏感。在900℃固溶时,温度已在相变点以上,获得的组织为粗大的魏氏组织,表现出较高的强度但同时的塑性降低明显。结论该合金的最佳固溶工艺为820～860℃保温,空冷至室温。     

冷轧形变量对钛板材再结晶织构形成的影响

采用三维晶体学取向分布函数（ＣＯＤＦ）分析法研究了工业纯钛板材不同冷轧形变量对织构形成的影响。结果表明，冷轧形变量为５０－７０％时，再结晶退火后形成了（２１１８）（０１１０）和（１０１８）（１２１０）的部分纤维织构，而在３０％较低或８６％较高的形变量冷轧时，形成典型的轧制织构（２１１５）（０１１０）和再结晶织构（１０１３）（１２１０）型式。     

TA15钛合金β热变形对组织特征参数的影响规律研究

研究了TA15钛合金β区变形时变形温度、变形量、变形速率、冷却条件等热工艺参量对β晶粒尺寸D,α集束尺寸d,α片厚b的影响.结果表明:随变形温度增加,D,d,b呈现峰谷值变化,1050℃温度时,D,d最小,b最大,1050℃以上,温度增加,D,d增大,b减小;随变形量增加,D,d,b均下降;变形速率增加,D,d减小,b稍有增加;变形后水淬大于空冷的D,而d,b则相反.     

超高纯银静态再结晶组织演变规律的研究

采用超高纯银(纯度高于99.999%)铸锭,通过轧制变形,结合后续不同热处理工艺,研究了变形量、退火温度及时间对超高纯银回复及再结晶组织的影响。结果表明:超高纯银的再结晶温度非常低,在100℃时保温5min后即发生再结晶,并且再结晶速度快,在200℃下保温5min即完成再结晶。随轧制总变形量增加晶粒尺寸变小,均匀性提高,当变形量大于等于85%时,可以得到均匀、细化的再结晶组织;超高纯银的最佳再结晶温度应控制在150℃,时间为1~2h之间。     

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理EI北大核心CSCD

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。     

TA15钛合金β热变形对组织特征参数的影响规律研究EI北大核心

研究了TA15钛合金β区变形时变形温度、变形量、变形速率、冷却条件等热工艺参量对β晶粒尺寸D,α集束尺寸d,α片厚b的影响。结果表明:随变形温度增加,D,d,b呈现峰谷值变化,1050℃温度时,D,d最小,b最大,1050℃以上,温度增加,D,d增大,b减小;随变形量增加,D,d,b均下降;变形速率增加,D,d减小,b稍有增加;变形后水淬大于空冷的D,而d,b则相反。     

钛合金弹簧工艺优化及可靠性研究

钛合金弹簧目前已应用于航空航天、海洋船舶、汽车、石油化工等领域的设备中,是为重要设备和产品提供预紧、储能、减震等作用的关键零件,弹簧载荷力和可靠性对设备的使用性能和寿命有至关重要的影响。为增强钛合金弹簧的性能和寿命,提升设备和产品的质量,对钛合金弹簧工艺进行优化改进,提高钛合金弹簧的性能和可靠性是值得关注和研究的方向之一。     

先进的铸造钛合金及其发展趋向

介绍了高强高韧铸造钛合金和高温铸造钛合金的开发状况,钛合金精铸工艺的新发展以及采用热等静压处理、固溶时效处理、高温渗氢处理使铸造钛合金组织细化,改善铸件性能的研究工作。     

β21S钛合金高温变形行为研究EI北大核心

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0．01～1s^-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211．04kJ／mol和4．0129。     

TC21钛合金高温热变形行为研究

研究了不同热变形条件下TC21钛合金的流变应力行为和微观组织演变规律,分析了高温热变形行为模型及动态再结晶现象.结果表明,随变形温度的升高和热变形速率的降低,TC21钛合金在热变形过程中相变和变形同时发生,导致了热变形过程中的动态回复和再结晶现象.