置氢TC21合金粉末压制方程研究

为建立置氢TC21钛合金粉末的压制性能评价体系,和置氢TC21合金粉末室温模压成形过程压制方程,测定了置氢TC21合金粉末外加压力、压坯密度及压坯强度与合金粉末置氢量的关系,将试验数据代入推导的置氢TC21钛合金粉末的压制方程之中,采用VB求解超限定方程组,计算出方程中所含的3个参数的值,并最终定量研究了这3个参数与置氢量的关系,确定了占主导地位的成形机制,最终得到了置氢TC21合金粉末压制性能及压制方程,从而为精确控制置氢钛合金粉末模压成形提供了依据。     

置氢TC21合金粉末烧结材料高温流变行为及组织演变

采用热压缩试验研究置氢量0.22wt%TC21钛合金粉末烧结材料在温度850℃~1000℃和应变速率0.001s-1~0.10 s-1范围内的流变行为和组织演变,分析了该合金烧结材料在试验参数范围内变形的应力-应变曲线特征。动力学分析获得置氢TC21合金粉末烧结材料高温压缩变形的应力指数和变形激活能分别为3.32kJ/mol和442.74kJ/mol,表明置氢TC21合金粉末制品在高温变形过程中均发生了动态再结晶。组织观察发现,在β相区变形时,β晶粒随金属流动方向明显被拉长、变形;在α+β相区变形时,β相的组织变化基本同其在β相区变形时一样,只是β相再结晶过程加剧;在α相区变形时,原始的的片状和等轴状组织中α相组织发生再结晶,初生的α相含量逐渐减少。平面应变状态下发生动态再结晶的临界变形量大于均匀单向压缩状态下的临界变形量。     

激光近净成形TC21钛合金的组织与性能

对TC21钛合金进行了激光近净成形制备,采用光学显微镜和扫描电镜进行了组织分析,同时对沉积态和双重退火态试样进行了拉伸性能测试。结果表明,激光近净成形TC21钛合金组织呈外延生长特性,为沿沉积高度方向增加的柱状β晶,微观上β晶内为细密的网篮组织,比锻件显微组织更细小;室温拉伸性能与锻件实测值相比,强度相当,塑性略低,但均高于锻件标准要求;拉伸断裂呈现为不同形状和大小韧窝的韧性特征。     

TC18钛合金电子束熔丝成形送丝工艺与显微组织性能

利用电子束熔丝成形(EBRM)技术制备了TC18钛合金试样,研究了相同热处理工艺条件下,不同送丝方式对电子束熔丝成形TC18钛合金组织与性能的影响。结果表明:电子束熔丝成形件经热处理后,2种工艺对应的宏观组织均为异常粗大的β柱状晶,但是单丝工艺晶粒尺寸较双丝工艺细小;2种工艺成形后显微组织均为片状初生α相、β转变组织及晶界α相,单丝片状初生α相含量多于双丝,且片间距小于双丝;单丝工艺对应的塑性及稳定性均高于双丝,强度略低于双丝。     

TC6钛合金变形及热处理组织性能研究

研究TC6合金在960℃变形时不同变形程度、不同热处理制度,并对室温拉伸性能进行了测试.结果表明,经过不同变形程度后组织发生了变化,变形量越大晶粒组织越细小.等温退火后塑性较高,强度较低;固溶时效处理后强度明显提高.而塑性低于等温退火状态.     

TC21合金高温渗氢组织变化的研究

研究了α＋β型钛合金TC21锻态组织的高温渗氢行为，通过对合金渗氢前后和除氢后的显微组织观察发现，渗氢后大β相的数量明显增加，并有氢化物的生成；除氢后，晶粒组织得到细化，原始晶界变得模糊，其相应的硬度也发生了一定变化。分析了氢致组织细化的机理。     

激光快速成形TC21钛合金沉积态组织研究

分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度等测试手段，研究了激光快速成形高强高韧损伤容限型TC21钛合金的沉积态组织。结果表明：TC21沉积态有着粗大的沿沉积高度方向外延生长的原始声柱状晶，仅最后一层熔覆层顶部为较细小的声等轴晶。宏观上存在明暗两个组织区域，明区为针状马氏体区，位于最后十几层熔覆层，暗区为网篮组织区。结合成形过程传热和组织转变理论分析认为，网篮组织是由明区的初始快冷凝固的马氏体在成形过程中，经受再热循环的固溶时效作用转变而来。随着激光功率的增大，原始声柱状晶将粗化，暗区网篮组织中片状口亦将长大；明区硬度基本不变，暗区硬度略有下降。     

去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响

在井式空气炉内按GJB 3763A—2004标准的最高温度和最长保温时间对TC18和TC21钛合金进行了去应力退火,研究了空气炉去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响。结果表明:与去应力退火前相比,TC18钛合金经空气炉去应力退火后氢含量有所增加,而TC21钛合金氢含量反而降低。经去应力退火后,TC18和TC21钛合金的氢含量分别为0.0029%和0.0025%,远小于材料规范要求的氢含量(＜0.015%);随表层至中心(深度变化),氢含量未见明显的规律性变化,里层氢含量与表层氢含量相差不大。从吸氢量考虑,该两种钛合金均可采用空气炉进行消除应力热处理。     

TC21合金高温渗氢组织变化研究

利用氢作为暂时合金元素的氢处理技术可以细化钛合金组织，可使钛合金性能得到很大提高，这对铸造钛合金组织和性能的提高具有很大的意义。本文研究了α β型钛合金TC21铸态组织的高温渗氢行为，通过对合金渗氢前、后和除氢后的显微组织观察发现，渗氢后β相的数量明显增加，并有氢化物的生成；除氢后，晶粒组织得到细化，原始晶界变得模糊，其相应的硬度也发生了一定变化。分析了氢致组织细化的机理。     

置氢TC16钛合金微观组织与变形行为

通过置氢处理得到不同氢含量的TC16钛合金,采用连续升温法研究了氢含量对TC16钛合金相转变温度的影响,利用光学显微镜研究了置氢TC16钛合金的微观组织,应用准静态压缩试验研究了置氢TC16钛合金的变形行为,通过磁脉冲冷镦试验研究了高应变速率下合金的变形行为。结果表明,TC16钛合金相变温度随氢含量的增加而单调递减,当氢含量达到0.30wt.%时,相变温度大约下降150℃;置氢TC16钛合金微观组织发生变化,低氢时出现了马氏体组织,高氢时主要由等轴β相组织构成;置氢TC16钛合金的应变速率敏感性增加,随着变形速率的提高,其变形性能得到改善,在高应变速率条件下压缩变形极限大于86%,通过冷镦试验制备了表面完好的托板螺母,对变形行为进行了验证。     

热处理对激光成形TC4合金组织及性能的影响

通过对TC4钛合金激光快速成形件沉积态、去应力退火和固溶时效3种状态下的组织进行对比研究，探索改善TC4钛合金激光快速成形组织，提高材料综合力学性能的途径。结果表明，成形件的组织由贯穿多个熔覆层呈外延生长的粗大柱状晶组成，柱状晶主轴垂直于激光束扫描方向或略向光束扫描方向倾斜。原始的柱状伊Ti晶粒的微观组织是由极少量针状α，大量的魏氏α板条和一定体积分数的板条间声相组成。沉积态试样经退火处理后α板条有粗化趋势，性能改善不明显，塑性有所提高；经固溶时效热处理后可得到等轴α，网篮α和转变β相的三重混合组织，晶界α相被不同程度地破碎，甚至消失，塑性有明显提高，且强度降低不大，具有良好的综合力学性能。     

工艺参数对压铸AM50组织和力学性能的影响

采用正交试验研究了工艺参数对压铸AM50合金力学性能的影响,并分析了压铸AM50合金的组织与性能.结果表明:在严格控制镁合金冶金质量的前提下,压铸工艺参数对AM50合金力学性能影响的主次顺序为:浇注温度、压射速度、铸型温度,其中浇注温度的影响最为显著.在适宜的工艺参数下,压铸AM50合金力学性能达到σb=225～232MPa、δ5=8.0%～11.0%、HBS62～70和A k=8～10J.在冷室压铸条件下,通过严格控制镁合金熔体质量和优化压铸工艺参数,试制出符合技术标准要求的镁合金摩托车轮毂.     

喷射成形7475铝合金的显微组织与力学性能

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了大规格7475铝合金锭坯。研究工业规格喷射成形7475铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,喷射成形7475铝合金锭坯规格可达Ф360mm×1200mm,晶粒为等轴状,粒度宏观均匀,主要在30～40μm,组织无明显宏观偏析,锭坯致密度达到97%。喷射成形锭坯经小挤压比变形后达到全致密,T6态(480℃×4h+135℃×16h)合金性能最优,σb为625～635MPa,δ为12%～12.6%,表明控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越。     

基于激光熔覆的金属零件快速成形组织与性能

采用同步送粉法进行了镍基合金Ni25、Ni60和316L不锈钢多层激光熔覆成形试验,对不同材料的成形组织与性能进行了表征。结果表明,成形零件组织细小、致密,无缺陷,层与层之间为冶金结合;快速凝固枝晶沿最大温度梯度方向呈外延方式择优生长。力学性能测试表明,316L不锈钢零件抗拉强度达680MPa,伸长率超过40％,达到或超过铸造和冷、热轧退火零件的性能,能够满足实际使用要求。     

Ce和Sr对压铸锌合金组织与力学性能的影响

研究了高压铸造条件下,富Ce稀土和Sr的添加对锌合金凝固组织与力学性能的影响.结果表明,在压铸条件下,富Ce稀土和Sr能优化压铸件微观组织,细化晶粒,抑止杂质元素的有害影响,使其力学性能得到提高.     

挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂。     

Cu_(50-x)Zr_(40+x)Al_5Nb_5合金非晶形成能力、组织结构及力学性能研究

选择Cu50-x Zr40+x Al5Nb5(x=0,2,4,6)合金,研究主要元素成分变化对非晶形成能力和组织的影响,分析了组织结构和力学性能的关系。结果表明,玻璃形成最优成分为Cu46Zr44Al5Nb5,ΔTx、Trg、γ参数分别为51.9 K,0.60,0.401,具有良好的热稳定性。全非晶结构的Cu46Zr44Al5Nb5合金其断裂强度高达1811 MPa,无明显宏观塑性变形;断口表面较平整,且伴有明显的脉络状花样大面积的分布在断面上,扩展方向一致。非晶-晶体复合结构的Cu44Zr46Al5Nb5合金具有较好综合力学性能,其断裂强度达到1747 MPa,塑性应变为3.94%;断口平滑区分布着大面积细密且深的脉络状花样,剪切带宽度约为40μm,与压缩轴向约成45°。Cu44Zr46Al5Nb5合金析出结晶相的尺寸小于剪切带的宽度,且分布均匀,外力加载时对非晶基体起到一定的增韧作用。结晶相的组织结构和尺寸分布决定了非晶-晶体复合材料的力学行为。     

铝含量对Monel合金组织与性能的影响

通过OM、SEM、失重法和电化学方法研究了含铝量对蒙乃尔（Monel）合金组织及性能的影响。结果表明：随着铝含量从2%逐渐增加到4%（质量分数,下同）,存在于枝晶间的离异γ′共晶相的面积比率逐渐增大;并且在不同的铝含量下,该含铝Monel合金在模拟海水中的腐蚀形式为点蚀,同时,随着铝含量的逐渐增加,该含铝Monel合金在模拟海水中的耐蚀性先增强后减弱。当铝含量为3%时,合金的耐蚀性达到本实验范围内的最佳。     

电磁搅拌对压铸镁合金组织性能的影响

对5mm厚的压铸镁合金AZ91镁板进行电弧重熔过程中,外加纵向交流磁场。通过对重熔后试件进行力学性能和显微组织分析,研究磁场参数对AZ91组织和性能的影响规律,并对磁场作用机理进行研究。试验结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使重熔层中晶粒组织得到细化,进而使抗拉强度和硬度等性能得到改善,同时磁场的电磁搅拌作用可以净化液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),促进气泡上浮,降低镁合金热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生。