VAR过程中Ti-1023合金凝固组织和偏析行为的研究

采用SEM、XRD及化学成分分析等方法,分析了真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中Ti-1023铸锭的凝固组织及相组成,研究了搅拌磁场对铸锭宏微观偏析行为的影响。结果表明,等轴晶区主要为针状和片层状的α相结构,而柱状晶区中等轴颗粒状的α相结构较多;在铸锭柱状晶和等轴晶内,Fe含量沿晶粒生长方向逐渐增加,且等轴晶内Fe的偏析程度要大于柱状晶内的;施加搅拌磁场后,Fe在柱状晶和等轴晶内的偏析程度都有所减小,同时Fe在Ti-1023铸锭中的宏观偏析程度降低,这对该合金中β斑的形成具有重要的影响。     

Ti-1023合金铸锭铁偏析控制

在工业化生产条件下,分析并阐述了Ti-1023合金铁组元偏析的特点及其影响因素,探索了铁偏析规律,提出了控制铁偏析的措施.     

Ti-1023合金铸锭铁偏析控制

在工业化生产条件下，分析并阐述了Ti-1023合金铁组元偏析的特点及其影响因素，探索了铁偏析规律，提出了控制铁偏析的措施。     

搅拌磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同搅拌磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素分布。结果表明:当磁场强度为0.001和0.003 T时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当搅拌磁场强度为0.002 T时,凝固组织转变为由粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从0.001 T增加到0.003 T,合金元素Fe的宏观偏析率呈现先减小后增大的趋势。     

热模锻工艺对Ti-1023合金显微组织和性能的影响

主要研究了热摸锻时坯料变形温度、变形量对Ti-1023合金显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明：变形量不同，热摸锻坯料变形温度对合金拉伸强度影响不同。在经过30％变形后合金的抗拉强度随着变形温度的升高而增加，断面收缩率随变形温度升高先增加后下降，延伸率设有明显变化；而经过50%变形后，除了合金的抗拉强度随着温度升高而略有下降外，其余性能与合金经过30%变形后的变化趋势相同。在两相区(T-30℃)变彤时合金的拉伸性能随着变形量的增加先降低后增加，断裂韧性则相反；在β区(Tβ 30℃)变形时合金的抗拉强度随着变形量的增加先增加后降低，屈服强度没有明显变化，而塑性则随着变形量的增加而增加。     

硼对Ti-1023合金组织与性能的影响

采用真空自耗电弧炉熔炼添加硼元素的Ti-1023合金铸锭,对其进行一定的变形得到锻造棒材。利用金相显微镜、电子探针、万能材料试验机等设备对其进行宏观、微观组织及性能分析,研究硼元素对铸态与锻态Ti-1023合金组织与性能的影响。研究发现,硼元素作为一种高效的细化剂,能显著细化Ti-1023合金的铸态组织。硼化物倾向于以链状析出,对合金进行充分变形,能使硼化物充分破碎。微量的硼可以显著提高钛合金的强度,当硼含量在0.1%~0.2%(质量分数)时,Ti-1023合金的抗拉强度与屈服强度变化不大,但是塑性下降明显。为了得到良好的强度-塑性匹配,最佳硼添加量不应大于0.1%。     

淬火转移时间对Ti-1023合金组织与力学性能的影响

通过室温拉伸性能测试、断口分析和显微组织分析,研究了淬火转移时间对Ti-1023合金组织演变和力学性能的影响规律和机理。结果表明,随淬火转移时间的增加,淬火转移过程中过饱和β相中析出α相,导致等轴α相含量增加,过饱和β相基体的相对含量降低,时效析出的次生αs相含量和弥散程度下降,致使合金强度降低、塑性提高。对于厚80 mm的Ti-1023合金板材或锻件,将淬火转移时间控制在120 s之内,合金组织性能不会受到明显的影响。     

脉冲磁场下Al-5Fe合金凝固组织的细化

通过自行研制的脉冲磁场装置,研究了不同的脉冲磁感应强度、浇注温度及模具预热温度对Al-5Fe合金凝固组织的影响.结果表明,通过控制脉冲磁场参数和合金的凝固条件,可以有效细化Al-5Fe合金的凝固组织,Al3Fe相由粗大的长条状转变为细小的针状;在0～210 V范围内,随着脉冲电压的增加,Al3Fe相逐渐细化;在800～890℃范围内,随着浇注温度的提高,磁场作用下Al3Fe相先细化后有所粗化,当浇注温度为860℃时,Al3Fe相的细化效果最好;在200～800℃范围内,经过磁场处理合金的凝固组织随着模具温度的升高逐渐细化.     

等温锻造过程中Ti-1023合金的本构关系

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟实验机对Ti-1023合金进行了等温恒应变速率压缩试验，变形温度范围为：740-820℃；变形速率为：0．001～1s^-1。在对试验数据进行系统分析的基础上，全面揭示了Ti-1023合金在等温锻造条件下的热态变形行为。分析了锻造热力参数对流动应力的影响，提出了以Zener-Hollomn参数表征的Ti-1023合金本构方程。并初步分析了Ti-1023合金等温锻造过程中显微组织演化规律。根据分析结果，Ti-1023合金等温锻造宜在略低于相变点温度下以相对高的变形速率进行。     

Ti-2．5Cu，Ti-3Fe，Ti-3Cr合金铸锭的偏析

通过对Ti-2．5Cu，Ti-3Fe，Ti-3Cr钛合金进行微区成分和宏观成分的对比研究，得出了3种合金铸锭中合金元素宏观和微观偏析规律。在等轴晶内，3种元素含量均沿晶粒生长方向增加，其中Cu，Fe元素偏析明显，Cr元素偏析程度小；柱状晶内，Cu，Fe，Cr的含量均沿晶粒生长方向增加，但偏析均不明显；晶界处的平均Cu，Fe含量明显低于晶内，而Cr含量则远远高于晶内，Cr在晶界偏析明显。宏观方面，3种元素均向铸锭的顶部和中心富集，其中Cu和Fe的偏析程度较大而Cr的偏析程度小，径向的偏析程度比轴向严重。     

电磁搅拌对铝铜合金宏观组织及偏析的影响

为了改善铝铜合金在铸造过程中出现的密度偏析,研究了电磁搅拌对半固态Al-Cu合金宏观组织及偏析的影响。结果表明:电磁搅拌使得初生α-Al的径向分布更为均匀,改善了铸件的宏观偏析,且随着搅拌强度的增大,初生α-Al的分布也更均匀,即宏观偏析越小;电磁搅拌使得宏观组织显著细化,随着搅拌强度的提高,晶粒细化程度反而减弱。     

Deformation behavior and mechanisms of Ti- 1023 alloy

1 Introduction Beta titanium alloys offer a variety of microstructural morphologies and associated mechanical property variations thus giving considerable latitude in microstructure design. They are the most versatile class of titanium alloys and offer th…     

形变热处理对Ti—1023合金组织和性能的影响

在等温变形条件下,研究了形变热处理对Ｔｉ－１０２３合金显微组织与力学性能的影响。结果表明：形变热处理对Ｔｉ－１０２３合金组织细化及室温强度的提高有一定的作用,但这种作用较小。此作用较小的原因与近β型Ｔｉ－１０２３合金水冷时细针状马氏体α′析出倾向小及等温变形时位错等晶体缺陷密度较低有关。     

电磁搅拌对镁合金AZ91D凝固组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术，研究了励磁电压和搅拌时间对镁合金AZ91D凝固组织的影响。结果表明：增加励磁电压和延长搅拌时间均有利于花瓣状和团块状的初生α—Mg相形成。电磁搅拌极大地改变了熔体中的传热和传质过程，影响了晶体的形核和生长，从而决定了凝固组织。     

热处理工艺对Ti-1300合金的组织和拉伸性能的影响

研究了Ti-1300合金经不同温度固溶+缓慢升温时效处理后的显微组织和拉伸性能.结果表明,在相变点之上和之下固溶+随炉升温时效处理后合金发生了不同的相变,对应的拉伸性能也有很大的不同.Ti-1300合金在相变点之上固溶处理后缓慢升温到500 ℃时效处理发生β→ω转变,试样强度很高,而塑性很差.Ti-1300合金在相变点之下固溶处理+随炉升温时效处理发生β→α转变,试样经随炉升温到570 ℃时效处理后的抗拉强度为1430 MPa,而延伸率也达到8%.     

固溶温度对Ti-1300合金组织与性能的影响

研究了Ti-1300合金经不同温度固溶处理和固溶+时效处理后的组织和性能。结果表明:Ti-1300合金在固溶处理后,随着固溶温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,断面收缩率先升高后降低,断后伸长率有所升高。Ti-1300合金在850℃固溶处理可获得最佳的综合性能。通过固溶和时效处理,Ti-1300合金硬度随着固溶温度的升高而增大。当固溶处理在相变点以下时,β相中时效析出次生αs相较粗大;而固溶处理在相变点以上时,β相中时效析出次生αs相较细小且均匀。