包覆叠轧TC4钛合金薄板的组织与力学性能

选取包覆叠轧工艺生产两种不同规格的TC4钛合金薄板，通过光学显微镜、XRD衍射仪、室温拉伸和高温拉伸性能试验，对两种不同规格的TC4钛合金薄板进行微观组织和力学性能研究。结果表明：经轧制退火后薄板的金相组织由α相与残余β相构成，组织中未见明显的β转变组织，α相的形貌呈现出长条状、等轴状以及块状，α相之间为残余β相。两种规格的薄板的XRD图谱中各角度的α相衍射峰相比β相衍射峰较强，厚度为0.8 mm的薄板在(102)、(200)晶面指数的衍射峰更强。厚度为0.8 mm的薄板的室温强度较厚度为2.0 mm薄板的要高，其抗拉强度最大值为1077 MPa,屈服强度最大值为1029 MPa,两种规格薄板的断后伸长率大致相同，最大值为16.5%。薄板在500℃的抗拉强度较400℃时要低，在变形温度为400℃时，厚度为0.8 mm的薄板RD方向的强度达到最大值，抗拉强度为782 MPa,屈服强度为649 MPa;在变形温度为500℃时，厚度为2.0 mm的薄板TD方向的塑性达到最大值，其断后伸长率为29%。     

热机械处理对TZM合金组织和性能的影响

使用粉末冶金的方法和轧制工艺制备了TZM合金板材,通过金相显微观察、力学性能测试、扫描电子显微镜断口形貌分析的方法,研究了热机械处理的板材组织和力学性能变化规律。研究结果表明:烧结后的等轴晶粒组织经热轧制后变为纤维组织,冷轧进一步增大了纤维组织晶粒的长宽比,其冷轧态板材抗拉强度和延伸率分别为836.0 MPa、14%;冷轧板材经1300℃退火2 h后,板材的抗拉强度和延伸率分别为510.0 MPa和31%;随退火温度的升高,板材的断裂方式由韧窝断裂变为韧性解理断裂+韧窝混合断裂,细小弥散分布的第二相粒子大大提高了合金的塑性。     

时效处理对TC4钛合金微观组织和力学性能的影响

采用固溶后的TC4钛合金分别在450、500、550、600和650℃条件下进行时效处理,并通过金相观察、力学性能检测和断口形貌观察研究了时效处理对TC4钛合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着时效温度的升高,TC4钛合金的强度先升后降,在550℃达到最大值。金相观察发现,550℃时所得组织较为细小且析出相数量多,因此有较好的弥散强化效果。断口的宏观形态呈暗灰色,且观察不到放射区;同时在断口的微观形貌中可观察到清晰的韧窝,可以判断出其断裂机制为韧性断裂,这说明材料具有较好的塑性。综合可知,TC4钛合金经550℃时效处理可得良好的综合力学性能。     

真空退火对TA15合金板材组织和力学性能的影响（英文）

研究TA15板材在不同条件下真空退火后的力学性能、显微组织和断口形貌。结果表明:相比非真空退火,真空退火显著提高板材的力学性能。随着退火温度的升高,相界面和次生α相增多,但初生α相体积分数减少,从而导致板材的强度提高,伸长率降低。双重退火后获得的次生α相更加细小。在(950°C/2 h,AC)+(600°C/2 h,AC)下双重退火获得了良好的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为1070 MPa,958 MPa和15%。从拉伸断口形貌可以看到,最深最大的韧窝出现在850°C退火试样上,说明在该温度下退火板材塑性最好。     

热处理对EB铸锭直接轧制TC4合金板材组织和力学性能的影响

对电子束冷床炉熔铸的TC4钛合金扁锭,通过3个火次轧制获得了不同厚度的板材,研究了不同退火温度(750、780、810和850 ℃)对板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,一火轧制板材的显微组织破碎不充分,提高退火温度未能明显改变初生α相的形态,二火、三火轧制后原始片层组织逐渐完全破碎,等轴状初生α相比例相应提升,随着退火温度的升高,二火板材初生α相逐渐球化,三火板材初生α相在780 ℃开始逐渐长大,次生α相均呈现出增厚变宽的趋势。综合分析认为,一火板材在810 ℃、二火板材在840 ℃、三火板材在750 ℃退火后,获得了较好的强度和塑性匹配;通过对相应合金板材断口形貌分析,室温断裂机制和高温断裂机制均为典型的韧性断裂。     

轧制工艺对TC4中厚板组织及力学性能的影响

基于2800 mm热轧生产线的装备特点,对TC4中厚板材进行了控制轧制工艺的开发,以提高它的强韧性。为了对比工艺效果,对同一规格TC4合金板材分别采用常规轧制与控制轧制工艺进行热轧,经800℃×1 h/AC的普通退火后,对板材试样进行了金相分析和力学性能测试。结果表明:与常规轧制工艺相比,控制轧制后的板材室温强度提高了约30 MPa,而伸长率与常规轧制板材的基本相当;由于轧透性大大提高,板材断面组织更加细小均匀。     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

TC4钛合金在小温度范围退火时的力学性能演变

TC4钛合金的塑性较低、变形较困难,在轧制过程中难以控制其组织和性能,因此在后续的热处理中需要严格控制退火温度和保温时间,以获得所需的组织及性能。本文对TC4钛合金板材进行了小温度范围的退火,研究了在小温度范围内TC4钛合金力学性能的变化。结果表明,TC4钛合金板材退火温度从760℃升高至800℃,板材纵向上的晶粒尺寸较小,抗拉强度与屈服强度高于横向上的抗拉强度与屈服强度;同时,板材的伸长率降低。     

轧制和退火对爆炸焊接Ag/Ti复合板组织和力学性能的影响

采用爆炸-轧制复合法制备了Ag/Ti复合板材，研究了轧制和退火对复合板材力学性能和结合界面的显微组织的影响。结果表明，爆炸焊接Ag/Ti复合材界面出现典型的周期性波状组织，波峰高约80 μm，相邻波峰间距约为300 μm。爆炸焊接复合板经轧制后，波状复合界面由于发生较大的塑性变形转变为平直界面，且界面上形成不连续的AgTi扩散层。经后续的退火处理后，界面上形成厚度约为20 μm的连续均匀的扩散层。轧制态的Ag/Ti复合板经退火处理后，板材的强度明显降低，但是其塑性却有明显的增加，其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为358 MPa、464 MPa和50.5%。断口分析表明，轧制态和退火态复合板材断口中均表现出明显的韧性断裂特征，但退火态复合板断口中韧窝尺寸更大更深，表明其具有更好的塑性。     

固溶时效处理对TA10钛合金组织与力学性能的影响

选取TA10钛合金棒材,对其固溶时效热处理,随后使用光学显微镜、扫描电子显微镜研究其组织与力学性能的关系,结果表明：合金经固溶处理后,金相组织由初生α相和β转变组织组成,其中β转变组织由细小的次生α′相和残余β组成,此时组织为典型的双态组织,经时效处理后,会形成细小的次生αs相,时效温度越高αs相越细小;合金经固溶处理后,其抗拉强度为510 MPa,屈服强度为395 MPa,延伸率为23%,时效处理,使其强度增大,塑性降低,随着时效温度升高,趋势相同;仅经固溶处理后,合金的拉伸断口形貌是以等轴状的韧窝为主,断口形貌主要由韧窝构成,当合金再经时效处理后,断口微观形貌中会出现二次裂纹,当时效温度继续增大,断口微观形貌中出现明显的撕裂棱。     

退火温度对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC4钛合金分别进行了920℃、940℃、960℃、980℃保温1 h空冷的退火，随后进行了金相检验、拉伸试验和拉伸断口分析，以揭示退火温度对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同温度退火的TC4合金组织主要由初生α相和次生α相组成，随着退火温度的升高，初生α相含量减少；随着退火温度的升高，合金的强度升高，塑性降低，980℃退火的合金抗拉强度和屈服强度最高，为973 MPa和961 MPa,而塑性最差，断后伸长率为2%,断面收缩率为8%;在920℃和940℃退火的合金拉伸断口有大量韧窝，具有韧性断裂特征，960℃和980℃退火的合金拉伸断口韧窝数量明显减少，出现明显的撕裂棱和解离台阶，具有韧-脆性断裂特征。     

退火对海绵钛/电解钛熔炼TC4合金铸锭轧制板材组织性能的影响

以海绵钛和电解钛分别作为熔炼TC4钛合金的原材料,将熔炼后的铸锭进行热轧并退火处理,研究不同原料铸锭轧制的TC4合金板材退火处理后的组织与力学性能。结果表明:去应力退火对电解钛与海绵钛TC4合金板材组织的影响不大。再结晶退火后,电解钛与海绵钛TC4合金板材均有再结晶的等轴α相,而电解钛TC4合金的等轴化程度更高,内部组织更均匀。海绵钛TC4合金板材在经550 ℃退火处理后的应力去除效果比电解钛TC4合金的好,其强度略微降低,而塑性提升更为明显。电解钛TC4合金板材在经过800 ℃退火处理后的再结晶效果比海绵钛TC4合金好,其强度略微降低,而塑性得到极大的提升。两种钛合金板材退火后板材的断裂方式皆为韧性断裂。海绵钛TC4合金板材经退火后硬度降低,而电解钛TC4合金板材经退火后硬度增加。     

大规格TC2钛合金包套叠轧薄板制备技术及组织性能研究

采用包套叠轧工艺生产出了宽幅大规格TC2钛合金薄板,研究了包套叠轧工艺对TC2钛合金薄板组织和力学性能的影响。结果表明:采用包覆叠轧在两相区轧制的大规格TC2合金薄板具有细小、均匀的等轴组织。采用交叉轧制的包覆叠轧可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配。它的纵、横向性能均匀一致,有利于后续板材加工成形。     

TC2钛合金大规格热轧板材的研制

采用新的热轧工艺方法,轧制出了宽幅大规格TC2钛合金板,系统地研究了不同热轧工艺对TC2钛合金板组织和力学性能的影响。结果表明:在两相区热轧的大规格TC2合金板具有细小、均匀的等轴组织。采用新的热轧工艺可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配,横、纵向性能均匀一致,利于后续板材加工成形。     

中间退火对镁合金板材组织和性能的影响

研究AZ31B镁合金轧制道次间不同退火温度和时间对板材微观组织和力学性能的影响,分析了拉伸试样断口形貌.实验结果表明,退火处理后镁合金板材由轧制纤维组织转变为均匀等轴的再结晶组织,退火再结晶的起始温度为200℃;退火后的力学性能得到一定程度的恢复,硬度、屈服强度最大降幅分别为25.4%和37.1%,伸长率最大增幅达31.3%,拉伸断口由解理和韧窝混合断口转变为典型韧性断口.实验得到镁合金中间退火的较佳工艺为:退火温度300～320℃,退火时间60～120 min.     

TA2轧制板材的组织与拉伸性能研究

对电子束（EB）炉熔炼扁锭轧制TA2板材进行退火处理、拉伸性能测试以及断口微观形貌观察,研究板材经不同退火温度处理后的组织和拉伸性能关系。结果表明：板材经不同温度退火处理后,金相组织有一定变化,随着退火温度的不断升高,组织中的晶粒逐渐开始等轴化,并且不断长大。板材的强度与塑性呈现相反趋势,其中强度随着退火温度的升高而先降低再升高,塑性随着退火温度的升高而先升高再降低。经不同退火温度处理后的板材拉伸断口微观形貌大体一致,均为大量等轴韧窝。     

温热条件下超声振动对TC4钛合金板材各向异性的影响

针对TC4钛合金板材轧制过程中产生的各向异性问题,在温热条件下通过与轧制方向呈不同角度拉伸试件的有、无超声振动辅助的拉伸实验,分析了超声振动对TC4钛合金板材的屈服强度、断后伸长率及厚向异性系数的影响规律,得到了有助于提高TC4板材成形性能及有效抑制各向异性的超声振动工艺参数;通过对拉伸试件金相组织和断口形貌的分析,得到了超声振动对TC4钛合金板材微观组织和性能的影响。结果表明,TC4钛合金板材在温度400～600℃范围内拉伸时,施加频率为20 k Hz、振幅为10μm的超声振动可以提高材料变形能力,还可以有效抑制板材的各向异性,同时对材料微观组织也不会造成较大影响。     

退火温度对Ti811轧制合金组织及性能的影响

对Ti811钛合金板材进行多道次轧制,并进行了退火处理,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了轧制Ti811合金的显微组织、断口组织和力学性能。结果表明,轧制态Ti811合金组织主要由细长β相和粗大的板条状α相组成,轧制后退火可促进α相晶粒和β相晶粒等轴化,同时退火处理也促进了α相晶粒转化成β相晶粒,退火温度越高转换比例越大。退火处理减小了轧制Ti811合金的异向抗拉强度差,其中900℃退火试样的室温综合力学性能最好,轧制方向(LD)和厚度(TD)方向抗拉强度分别达到947.4MPa和924.7MPa,伸长率分别达到11.6%和9.4%。另外,断裂方式为韧性断裂。     

典型航空用合金准静态拉压力学性能研究

针对典型航空用钛合金和铝合金,通过准静态拉伸和压缩试验研究不同加载速率下TC4钛合金和7075铝合金的力学性能,并分析了材料拉伸微观断口形貌。研究表明:相同加载速率下钛合金的抗拉强度比铝合金高约300 MPa、抗压强度高约800 MPa;拉伸速率对钛合金和铝合金的弹性模量和断面收缩率均有较为显著的影响。压缩速率对两种合金的力学性能影响均不显著。但同种材料的拉、压弹性模量相差较大;拉伸断裂后钛合金颈缩较为明显,铝合金放射区较为明显,表明钛合金塑性较好,铝合金硬度较大。压缩破坏后钛合金与铝合金断面角度约为45°～55°;拉伸条件下钛合金断口微观组织形貌中出现大量大小不一的韧窝,断口伴有少量的撕裂棱。铝合金断口出现了较大的韧窝,部分韧窝内还包含空洞。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

研究了中间退火对5052铝合金板材组织与性能的影响。对合金的拉伸性能及显微硬度进行测试,使用扫描电镜(SEM)对合金的断口形貌进行观察,使用金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和宏观织构进行分析。结果表明:经过中间退火的5052铝合金板材的屈服强度比直接轧制的低10 MPa左右,晶粒尺寸大约82%。中间退火试样不同方向的断后伸长率差别不大,而直接轧制试样的轧向较45°和90°方向的断后伸长率小9%,具有明显的各向异性。拉伸变形后中间退火试样晶粒沿最大切应力方向呈明显的流变特征,断口处韧窝发达、分布更均匀。中间退火试样的{100}001 Cube织构和{100}011 H织构等再结晶织构更强,而直接轧制试样的B织构{110}112和Goss织构{110}001等轧制织构更强。经中间退火的板材各向异性得到明显改善。