Ti-6Al-4V合金的风冷切削

不用切削油的切削有风冷切削、吹氮切削等,此外还有只使用微量切削油的MQL(超微量润滑)切削.但风冷加工用于切削加工的实例几乎没有.     

微量氢对Ti-6Al-4V合金断裂韧性的影响

一、前 言 工业用Ti-6Al-4V合金在其生产和使用过程中无疑会带入微量氢。按照传统的材料性能试验(拉伸试验)和力学分析方法,微量氢对其性能并无多大影响。只有当其含量较高(超过125ppm)时,其性能才会显著降低。然而,近年来,Ti-6Al-4V合金在使用过程中,人们发现尽管微量氢的存在并不使其常规性能下降,却有可能引起脆断事故的发生。这样,使得人们开始采用新的力学性能试验方法—断裂力     

Ti-6Al-4V合金的蠕变性能

本文利用现有数据,对Ti-6Al-4V合金的高温、室温蠕变性能及蠕变断裂性能进行了综合分析。分析结果表明,该合金长时间使用的极限温度为300℃或稍高于300℃;在300℃以下,退火状态的合金,同一温度的蠕变强度σ_(0.1)/100与屈服强度σ_(0.1)大致可用σ_(0.1)/100=1.355+0.836σ_(0.1)表示。200～400℃之间,σ_(100)与σ_b之比约为0.92～0.96。该合金存在着明显的室温蠕变现象,某些零部件不宜在高于90％屈服强度的应力下长期使用。显微组织对该合金的蠕变性能具有明显影响,β-加工或处理、淬火时效等可以提高其蠕变性能。     

Ti-6Al-4V合金的室温蠕变行为

研究了Ti-6Al-4V钛合金板材的室温蠕变行为及其对合金后续使用性能的影响.结果 表明:合金的宏观织构、应力水平以及预塑性应变都显著影响其室温蠕变行为.在加载方向上合金的<0001>峰值极密度越高,则其加工硬化指数越大、蠕变指数越小、室温蠕变性能越好.足够大的应力,是合金发生室温蠕变的必要条件.只有在蠕变应力不小于0...     

氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响

为了研究氢对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响,采用Zwick/Z100型材料试验机对置氢Ti-6Al-4V合金进行了压缩试验,并利用OM、XRD和TEM等材料分析方法对合金的微观组织进行了观察.研究表明:置氢前,Ti-6Al-4V合金由等轴的α相和β相组成,置氢后,出现马氏体组织和氢化物;随氢含量增加,马氏体和剩余β相数量增多;氢提高了Ti-6Al-4V合金的抗压强度和塑性等室温压缩性能,最大增幅分别为33.9%和56.3%;置氢Ti-6Al-4V合金抗压强度的提高主要归因于氢的固溶强化、马氏体相变强化和氢化物强化;塑性指标的提高主要是置氢合金中塑性β相数量的增多所致.     

Ti-6Al-4V合金的超声波振动切削

超声波振动切削是使刀具在切削方向超声振动,使刀具与工件之间发生瞬间冲撞而进行切削加工的方法.它具有减小切削抗力,工件加工面光,加工热小,不生成刀瘤(积屑瘤),可延长刀具寿命,可对难加工材进行有效加工等优点.     

Ti-6Al-4V合金的蠕变行为及影响因素

通过T6热处理、蠕变性能测试和SEM,TEM组织观察,研究了T6处理对Ti-6Al-4V合金组织结构与蠕变性能的影响.结果表明,锻造态Ti-6Al-4V合金在400℃/575MPa条件下具有较好的塑性和较低的蠕变寿命,并具有明显的温度敏感性.T6处理可明显提高合金的蠕变激活能和蠕变抗力,与锻造态合金相比,T6处理态合金在蠕变稳态期间具有较低的应变速率,并使蠕变寿命由66h提高到548h.锻造态合金的组织结构由a β相组成,T6处理后,合金的组织结构由a相与"网篮"相组成,其中"网篮"中大量针状β相沿不同取向析出是提高合金蠕变寿命的主要原因.蠕变期间,合金的蠕变机制是双取向的位错和位错在a相内发生柱面滑移和锥面滑移.     

短时双重热处理强化Ti-6Al-4V合金

Ti-6Al-4V合金是典型的两相钛合金,由于它不仅质量轻、耐腐蚀性能好,而且具有优异的强度和塑性匹配性能,因而得到了广泛应用.     

功率对EIGA制备3D打印用TC4合金粉末特性的影响

与传统的雾化制粉技术不同,电极感应熔炼气体雾化(EIGA)技术是采用预合金棒料为电极,无坩埚感应加热,熔化后直接滴落雾化区被惰性气体雾化的技术.该技术由于在熔炼过程中液态金属与坩埚不接触,有效地减少了钛合金粉末中的夹杂物,改善了合金粉末的质量.本文利用自主设计制造的EIGA制粉设备,采用激光粒度分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究了不同功率参数对雾化制备TC4合金粉末的粒度分布、组织形貌、空心球等的影响.研究表明:EIGA法制备的TC4合金粉末整体球形度均较好,空心球缺陷较少,空心球率低于3%.熔炼功率较低时,粗颗粒粉末较多,且存在一定比例不规则的棒形和哑铃状粉末颗粒;当功率提高到62 k W时,细粉比例明显提高,不规则形状的粉末颗粒基本消失.随着功率的升高,粉末中的氧含量呈增加趋势,但仍基本保持在0.08%~0.10%较低范围内.功率为56 k W时,粉末松装密度最好,为2.686 g/cm3,松装密度比为60.63%,符合激光3D打印用TC4钛合金粉末松装密度比要求.     

Ti-6Al-4V两次真空熔炼锭的织构分析

钛合金铸锭的显微组织尺寸较大,很难找到具有典型代表的区域,从而阻碍了用普通X射线技术测量织构.另外,在一个铸锭中可出现几种典型的"晶带"(如柱状晶和等轴晶带),同时也限制了普通织构分析方法的应用.美国学者使用一种直接表征织构特征的方法,即取向图法(0IM).用该方法测量的织构精度主要取决于取样的晶粒数.对尺寸一定的铸锭来说,选取的区域晶粒大、数量少,通常不可能获得非常准确的织构分析结果.     

Fe对Ti-6Al-4VELI合金力学性能的影响

研究了Fe含量(0.03%-0.24%,质量分数)对Ti-6Al-4V ELI(TC4 ELI)合金力学性能的影响。利用EBSD对合金显微组织进行了表征,对3种不同Fe含量的TC4 ELI的拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率(da/d N)、蠕变性能进行了对比分析。结果表明:随着Fe含量增加,在保持断裂韧性不变的同时,TC4 ELI合金的抗拉强度获得提高;3种Fe含量的TC4 ELI合金在室温和200℃时的疲劳裂纹扩展速率相当,而400℃条件下提高Fe含量将增大da/d N;低于350℃时,提高Fe含量能够增强合金的抗蠕变能力,而高于350℃时,Fe的作用相反。分析可知:微量Fe在β相内富集,具有固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;高于350℃时,Fe具有加速扩散作用,加速了基体内原子和界面的运动,导致裂纹尖端塑性区内位错运动阻力降低,从而提高了da/d N,并且Fe加快了位错攀移的过程,提高蠕变速率,而低于350℃条件下,扩散运动减弱,Fe主要起到强化作用。     

Ti-6Al-4V合金的激光处理和TiN涂层

陶瓷涂层在工业上得到广泛地应用,特别是在切屑和成型工具方面.因为该涂层具有高的耐磨性,加涂的工具有长的使用寿命.商业上用的最多的是TiN涂层,这是因为TiN不仅具有高的硬度,而且具有化学和冶金的稳定性.从工程应用观点看,涂层与基体的结合能力,摩擦特性是决定该涂层适应性的主要特性.涂层与基体的结合强度是取决于涂层工艺和基材的表面处理方法.通常用涂层的硬度,粗糙度来表征其耐磨性,涂层不仅提供机械保护,而且还起到扩散阻挡层的功能.沙特阿拉伯的学者,Yoon等人的研究表明,TiN涂层可使钢的耐磨性能提高4倍.Molinori等人研究了Ti-6Al-4V的干滑动磨损机理.结果证实,随着滑动速度的增加,氧化磨损向氧化层剥离转化并具有较小的磨损速率.     

Ti-6Al-4V组织相变研究进展

钛合金因具有密度小、延展性好、疲劳性优异和断裂性能以及比强度高等优点而被广泛应用于航空航天等领域。综述了近年来国内外学者在Ti-6Al-4V固态相变理论和实验研究方面的进展情况,总结了其由β相区在不同冷却速率下所得到的相变组织,得到了hcp-α向bcc-β转变时具有伯格斯取向关系,介绍了包括马氏体相变、块型转变以及扩散相变的转变温度,当冷却速率达到525℃/s时发生马氏体相变,β相将转变为α￠相,当冷却速率为20~410℃/s时发生竞争扩散型相变β→α_m,低于20℃/s发生扩散控制相变,原始β晶粒中出现不规则的αGB、初生α集束和魏氏α组织。最后探究了新技术在Ti-6Al-4V微观相变组织中的应用。     

粉末床电子束3D打印Ti-6Al-4V合金的工程应用技术研究进展

电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)是20世纪90年代初期发展起来的一类金属3D打印工艺,具有能量利用率高、成形效率高和成形应力低的突出优点,并且是在真空环境中成形,特别适用于高熔点、高活性、脆性金属材料复杂构件的高质量制造。由于其是一种粉末床熔融型3D打印工艺,通常也称之为粉末床电子束3D打印技术。从粉末床电子束3D打印的粉末原料、组织与性能、复杂构件的成形能力和工程应用等方面,介绍了作者团队10多年来在粉末床电子束3D打印稀有金属材料方面的工作积累,重点介绍了粉末床电子束3D打印Ti-6Al-4V合金的研究进展,最后结合3D打印技术整体发展趋势对粉末床电子束3D打印技术的发展前景和重点发展方向进行了展望。     

捷克可在实验室条件下制备Ti-6Al-4V合金小型铸锭

尽管中、美、英、日、俄等国在35年以前就已大规模生产Ti-6Al-4V,但在捷克至今尚无该合金的熔炼铸锭.斯洛伐克工业大学用重熔和铸造技术在实验室条件下制取了质量在300 g以下的微型Ti-6Al-4V铸锭.     

Ti-6Al-4V合金热压缩过程中的动态再结晶

在变形温度为870~960℃、应变速率为5×10^-4 s^-1~5×10^-2 s^-1的条件下对Ti-6Al-4V合金进行单道次等温压缩实验,测出其应力-应变曲线并建立KM模型、Poliak-Jonas模型和Avrami模型,较为系统地描述了这种合金动态再结晶过程中的流变应力、临界应变量、组织演变动力学等的特征。将动态再结晶组织的转变体积分数引入Prasad功率耗散率模型,得到了Ti-6Al-4V合金动态再结晶过程中能量的变化规律并结合微观组织表征揭示了这种合金的动态再结晶机理。结果表明：随着变形温度的提高和应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的动态再结晶临界应变量减小,组织转变的体积分数增大。发生完全动态再结晶时的功率耗散率大于0.34,形核机制为位错诱导的弓出形核机制。