β锻TC17钛合金的高周疲劳研究

对β锻的TC17合金的高周疲劳性能进行了研究,获得了光滑试样的应力疲劳寿命曲线(S-N曲线)。结果表明,β锻的网篮组织具有较高的高周疲劳性能,疲劳极限达到544 MPa。对疲劳断口和裂纹扩展路径进行了分析,发现网篮组织的高周疲劳断口具有裂纹扩展路径曲折、二次裂纹较多的特征。原始β晶界的粗大α相是显微组织中的"弱区",疲劳裂纹易沿粗大α相萌生和扩展。     

锻造工艺对TC17钛合金的显微组织和力学性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造和β锻造对TC17钛合金盘件的显微组织和主要力学性能的影响规律。结果表明:α+β锻造后的合金为等轴组织,近β锻造的合金为双态组织,β锻造的合金为网篮组织,3种工艺获得的显微组织较为典型;3种锻造组织的力学性能差异显著,等轴组织的室温拉伸强度较双态组织稍低,塑性最好,疲劳强度最高,但断裂韧性和蠕变性能相对较差;双态组织的拉伸强度最高,塑性较等轴组织稍有降低,蠕变性能相对等轴组织有较大提高,但其断裂韧性和疲劳强度相对较低;网篮组织的拉伸强度和塑性相对较低,但断裂韧性和蠕变性能均高于另外两种锻造组织。     

TC17合金等轴组织和网篮组织的高周疲劳断口

本文对比分析了TC17钛合金两种典型组织形态(等轴组织和网篮组织)对高周疲劳断口形貌的影响。结果表明：两种组织的宏观疲劳断口均呈现出脆性断裂的特征,疲劳源区均位于试样表面,但是高周疲劳断口形貌却呈现显著差异,主要表现在宏观粗糙程度和微观形貌特征两个方面。宏观上看,等轴组织的疲劳断口较为平整,疲劳裂纹源区和扩展区的面积占断口面积的比例较大,网篮组织的疲劳断口则非常粗糙,表面起伏较大,疲劳断裂区占断口面积的比例较小。微观上看,两种组织形态的显微组织特征在断口形貌上均有体现,等轴组织的微观断口形貌较为细小,疲劳条带与组织中等轴α相具有相似尺寸;网篮组织的疲劳断口上可以看到α片层交织的形貌特征,二次裂纹遍布裂纹扩展的各个阶段,疲劳条带与等轴组织中的条带特征也有较大差异。     

显微组织对TC32钛合金高周疲劳性能的影响

研究双态组织和网篮组织对TC32钛合金高周疲劳(HCF)性能的影响,并与TC4钛合金等轴组织和TC21钛合金网篮组织的高周疲劳性能进行对比分析。结果表明:TC32钛合金双态组织与网篮组织的高周疲劳强度分别为535.7MPa与537.5MPa,明显高于TC4钛合金等轴组织的,也高于TC21钛合金网篮组织的。TC32钛合金双态组织因原始β晶粒细小,且初生α相与β转变基体强度匹配性良好,不存在异常的平均应力敏感性;TC32钛合金网篮组织因存在较多的二次裂纹,且主裂纹扩展路径曲折,疲劳裂纹扩展速率较双态组织更缓慢。     

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了热处理对TC4-DT合金φ300 mm棒材显微组织、拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明:经800℃×2 hAC简单退火、α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后的TC4-DT的显微组织分别为等轴组织、双态组织和片状组织.等轴组织具有较好的拉伸性能、低的断裂韧性和高的疲劳裂纹扩展速率:双态组织与等轴组织相比较,具有较好的拉伸性能,较高的断裂韧性和较低的疲劳裂纹扩展速率:片状组织的拉伸强度低于双态组织和等轴组织,塑性最低,断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率与双态组织的基本相同.总体来说,TC4-DT合金经α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后可获得R_m≥3825 Mpa,R_(P0.2)≥750 Mpa,A_5≥8%,K℃≥90 Mpa ,疲劳裂纹扩展速率小于8×10~(-6)～9×10~(-6) mm/cycle的综合性能.     

锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺（近β锻造、准β锻造、两相区锻造）对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。     

TC18合金β相区等温锻造显微组织和力学性能

研究了β相区等温变形温度、变形程度对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响,讨论了工艺、组织和性能之间的关系。结果表明,TC18合金显微组织对等温锻造温度的变化比较敏感,两相区等温锻造和单相区等温锻造的显微组织分别为双态组织和网篮组织;与两相区锻造相比,β相区锻造获得了更高的强度和断裂韧性,但塑性有所降低,且随着变形温度的升高,强度和塑性均呈现下降趋势,断裂韧性稍有升高。β相区变形量较小时,组织遗传性导致合金保留了部分魏氏组织形貌,塑性较低,断裂韧性较高;当变形量达到60%时,晶粒破碎程度大,次生片状α相发生一定程度球化并弥散分布,组织变得均匀细小,合金强度和塑性保持良好的匹配,断裂韧性较高,综合性能最好。     

β热模锻TC17钛合金整体叶盘的显微组织与力学性能

采用β热模锻工艺生产了某型号航空发动机压气机用TC17钛合金整体叶盘,分析了整体叶盘的显微组织并测试了力学性能。结果表明,β热模锻工艺生产的整体叶盘具有典型的网篮组织,原始β晶粒沿变形方向拉长,无明显再结晶;晶界α相呈弯折断续分布,晶内针状α相呈网篮状编织。这种网篮组织的TC17钛合金β锻造整体叶盘具有较优的综合力学性能,室温拉伸、高温拉伸、蠕变、断裂韧性和高周疲劳性能均符合设计要求,且有较大的富裕量。     

TA15钛合金疲劳裂纹扩展与显微组织的关系

对TA15钛合金的疲劳裂纹扩展速率及其影响因素进行了研究.结果表明,在β区锻造的模锻件,其低倍组织为清晰可见的β晶粒,属于较粗大的网篮组织.在α β区锻造的模锻件,其组织为双态组织.β区锻件的塑性偏低,但其da/dN疲劳裂纹扩展速率明显比α β区锻件的慢.β区锻件的da/dN疲劳裂纹的断口形貌中,包括裂纹扩展的初期、中间阶段和末尾断裂阶段,都明显存在二次裂纹和解理脆性特征.     

均匀化处理对铋锰铁合金显微组织的影响

采用扫描电镜和能谱仪分析了金属型铸造和水冷铋锰铁合金均匀化处理前后的显微组织.研究结果表明,铋锰铁合金的铸态组织由BiMn相、Mn(Fe)相和铋相组成.铋锰铁合金金属型铸造组织中的铋相呈断续分布,而水冷组织中的铋相呈现连续分布形态.铋锰铁合金在400℃进行不同时间的均匀化处理后,合金的相组成没有发生改变,仍由BiMn相、Mn(Fe)相和铋相组成；随着均匀化时间的增加,合金中的BiMn相数量增加；金属型铸造铋锰铁合金在400 ℃均匀化处理16 h后,合金组织中BiMn相的数量不再变化,水冷铋锰铁合金在均匀化处理4h后,合金组织中BiMn相的数量基本稳定.铋锰铁合金经过均匀化处理后,合金组织中的BiMn相由原来的断续分布或孤立形态转化为连续分布形态.当金属型铸造铋锰铁合金在300℃下进行均匀化处理时,合金中形成的BiMn化合物数量更多,均匀化时间超过8h后,合金组织中BiMn相的数量基本稳定.     

粉末冶金制备TNZS基生物材料的组织与弹性模量

采用高能球磨48h制备Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn(TNZS)、5wt.%TiO2/TNZS及5wt.%HA/ TNZS混合粉末并进行冷压烧结,研究了三种混合粉末的形貌、物相以及冷压烧结后三种TNZS基生物材料的组织、成分、相组成、孔隙特征及弹性模量。高能球磨48h的三种混合粉末都发生机械合金化;烧结后TNZS相组成为α-Ti和β-Ti,TiO₂/TNZS相组成为α-Ti、β-Ti、金红石TiO₂和锐钛矿TiO₂,HA/TNZS相组成除α-Ti、β-Ti、HA外,还有Ti₂O、CaTiO₃、CaO和Ti_xP_y新相生成;三者孔隙率分别为2.466%、5.030%和13.027%;三者弹性模量分别为64.00 GPa、103.93 GPa和119.43 GPa。     

A study on a thixoforming process using the thixotropic behavior of an aluminum alloy with an equiaxed microstructure

Alloys with an equiaxed microstructure exhibit significantly lower flow resistance in the semisolid state than alloys with a dendritic microstructure. Their thixotropic behavior (solidlike in the unperturbed state and liquidlike during shearing) has been the basis for a thixoforming process. It is accepted today that thixoforming is a new net-shaped manufacturing technology in which the billet is heated to the semisolid state with coexisting solid-liquid phases. The thixoforming process has some industrial advantages, such as the successful fabrication of high-quality components with fewer inner defects, suitable for less machining, high productivity comparable to high-pressure die casting, and being an energy-saving system without the conventional melting process. It consists of inductive coil design, a billet reheating process, billet handling, filling into the die cavity, and solidification of the thixoformed part. This work presents an overview of all the detailed stages in the thixoforming process to manufacture the net-shaped product with good mechanical properties. An air compressor part with high strength has been fabricated by the thixoforming process.     

非枝晶A356合金半固态重熔加热时的组织演变

采用光学显微镜和图相分析仪，研究了用电阻炉对液相线浇铸法制备的半固态A356合金进行二次加热过程中的组织变化。结果表明：在固液两相区内共晶体首先重熔，共晶相中的Si相通过向α相中扩散溶解，其团块状α相逐渐演变成球状；随着加热温度的升高，α相的生长和球化的速度变快；保温温度过高或保温时间过长，试样易发生变形。二次加热最佳工艺为585℃下保温30min，此时，晶粒平均直径为42．6μm，晶粒平均圆度为2．13。     

时效温度对Ti6242S合金组织与性能的影响

研究时效温度下等轴组织的变化,对组织中等轴α相含量、大小及条状α相含量、大小进行定量化分析。根据组织参数的变化规律解释了不同热处理参数下拉伸性能的变化。表明近α合金Ti6242S的组织与性能之间存在着定量关系。     

热处理对TC21合金组织形貌演变的影响

研究固溶温度及冷却速率对TC21合金组织演变的影响,采用定量软件对组织特征参数、晶粒大小、α相面积和片层厚度,及初生α相面积和次生α相厚度进行定量表征。结果表明,β相区处理时,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸增大,且炉冷(FC)条件下晶粒长大的程度比包覆冷却(BC)的大(FCBC)。两相区热处理时,随着两相区热处理温度的升高(800～850℃),α相的总面积增加;在900～930℃固溶后,包覆冷却条件下,初始次生α相逐渐消失,α相总面积减小,而炉冷后,新的"羽毛"片状α相从β基体中大量析出,α相总面积反而增加。从动力学理论角度分析冷却速率对晶粒尺寸及α相体积分数变化的机制。     

电磁复合场协同激光熔覆制备TiBw/Ti网状结构复合涂层

目的利用电磁复合场(EMCF)辅助激光熔覆制备TiB_w/Ti网状结构复合涂层,探索电磁场对涂层组织结构的影响。方法以TiB_2∶Ti=1∶1(摩尔比)的混合粉末为熔覆材料,TC4作为基板材料,通过外加电磁复合场进行激光熔覆试验。通过扫描电子显微镜(SEM)观察洛伦兹力方向对熔覆层组织结构的影响,利用X射线衍射仪(XRD)和维氏显微硬度计分析施加电磁复合场前后熔覆层的相组成和硬度分布。结果未施加电磁复合场的熔覆层组织主要为细针状、粗棒状和颗粒状组织。而施加电磁复合场后,熔覆层出现了网状结构,而且方向向下的洛伦兹力可使涂层内部形成空间间距更大的网状结构。此外,单独施加稳态磁场后,熔覆层只出现细针状和粗棒状组织。电磁复合场施加前后熔覆层硬度与基体相比,均有很大的提高。但未施加电磁复合场的熔覆层硬度变化幅度较大;施加电磁复合场后,随着距熔覆层表面距离的增加,硬度的变化幅度比较平缓。结论在洛伦兹力作用下,可得到TiB_w/Ti网状结构的复合涂层,电磁复合场使TiB_w/Ti网状结构强化相均匀分布,同时提高涂层的显微硬度。     

Microstructure and thermal stability behavior of a rapidly solidified Al—Ti—Fe—Cr alloy

A rapidly solidified Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr(mass fraction in%) alloy was prepared by melt spinning.Asquenched and as-annealed microstructures were studied by X-ray diffractometry(XRD),transmission electron microseopy(TEM),high-resolution transmission electron microscopy(HREM) and energy dispersive spersive spectrum(EDS) analysis,The microhardness of the alloy at different annealing temperatures was measured.The results obtained indicate that the microhardness of the rapidly solidified Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr alloy does not vary with differnet annealing temperatures.The as-quenched microstructure of the alloy includes two kinds of dispersed primary phases:Al3Ti and Al13(Cr,Fe)2,After annealing at 400℃ for 10h,the stable phase Al13Fe4 appears in the microstructure.     

GH5188高温合金组织特征及冷热加工过程组织演变

为了给控制生产工艺、优化产品性能提供理论参考,利用SEM、EDS和Thermo-Calc热力学软件研究了GH5188钴基高温合金生产加工过程中的组织演变及热处理工艺。结果表明:GH5188合金主要相组成为γ相、M_6C和M_(23)C_6,采用1200℃/20 h的均匀化制度可明显消除铸态组织偏析;热轧态组织晶粒细小且有大量碳化物沿着轧向平行析出;冷轧态组织晶粒扭曲变形严重,颗粒状M_6C为主要析出相。当退火温度高于1170℃时,晶界处的二次碳化物基本回溶,再结晶晶粒能够正常长大。     

烧结NdFeB磁体的显微组织与磁性能

纯三元NdFeB磁体的显微组织主要由Nd_2Fe_(14)B硬磁ψ相,富硼Nd_(1+ε)Fe_4B_4η相,富Nd相及少量杂相组成。其中占磁体体积百分比85%～90%的ψ相是非内禀磁特性的主要贡献者;占磁体体积5%的η相对iHc无益,但少许η相仍有利于ψ相形成,富Nd相对ψ相具包裹作用,有助于提高矫顽力;杂相使反磁化畴易于形成,应尽量少。同时,讨论了各显微组织的形成及作用机理。