热处理工艺对TC18钛合金组织和性能的影响

采用不同的固溶温度、固溶后冷却速度以及时效温度,通过性能检测、电子显薇镜观察：较系统地研究了TCl8钛合金热处理工艺对组织和性能的影响。结果表明,于830℃固溶并缓冷至750℃后空冷,然后在600℃时效,锻件的强度和断裂韧性可得到最佳的匹配。     

热处理对挤压成形TC18钛合金管材组织和性能的影响

航空气瓶要求其制作材料抗拉强度在1 080~1 280 MPa之间,屈服强度≥1 010 MPa,延伸率≥10%,断面收缩率≥35%。采用两相区固溶+时效和双重固溶+时效两种工艺,对航空气瓶用的热挤压成形TC18钛合金管进行热处理,研究了热处理制度对材料显微组织和力学性能的影响,探讨了它们之间的影响规律。结果表明,采用固溶+时效热处理获得弥散分布的针状α相,而双重固溶+时效获得片层α相和等轴α相;随着时效温度的升高,两种工艺处理的组织中初生α相均明显减少。采用固溶+时效和双重固溶+时效热处理,合金的力学性均能满足航空气瓶对材料的要求。     

TC21钛合金β锻造大块α相研究

采用光学显微镜,电子探针能谱仪以及显微硬度测定等方法研究了TC21钛合金β锻造大块α相的组织特征,形成机理以及锻造加热温度和保温时间对它的影响。结果表明,合金中大块α相不仅在形态上与正常α条不同,而且在成分上也有一定的差异。组织中的大块α相数量和形成位置与加热温度和保温时间有关,随着加热温度的升高,晶界附近的大块α相数量减少,原始β晶粒内的大块α相数量增多;随着保温时间的延长,晶界上的大块α相数量增多,晶内的大块α相数量变化不大。     

热处理对TC18钛合金组织的影响

研究了TC18钛合金经锻轧后棒材的近β热处理和双重退火热处理对合金组织的影响。结果表明,经过近β热处理的试样组织为三态组织或者网篮组织,双重退火试样的组织多为等轴组织;高温退火温度不仅控制α相的颗粒大小,也控制α相的形态。随着中低退火温度的提高,初生αp相含量变化不明显或略有减少,从基体上析出的次生αs相弥散度提高,且有合并长大的趋势;随着保温时间的增加,α相快速长大。     

两相区热处理制度对TC18钛合金等轴化规律的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜研究了TC18钛合金两相区热处理过程中的等轴化规律。结果表明,随两相区加热温度的提高,等轴化速度加快;延长两相区的保温时间,也可以实现等轴化;当温度靠近相变点时,延长保温时间,等轴化效果减弱。两相区保温等轴化的驱动力来源于加工过程畸变能和α→β的相转变。     

热处理对TC18粉末合金微观组织及力学性能影响

采用粉末冶金工艺制备了TC18粉末合金,并基于固溶+时效热处理,系统地研究了固溶温度对合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,原始态TC18粉末合金的微观组织主要由α相和β相组成。随着固溶温度的增加,初生α相逐渐消失,次生α相发生粗化,同时相间距增大。由于微观组织的变化,导致TC18粉末合金的强度和硬度随固溶温度的增加先增加后降低,延伸率则呈现相反趋势。基于以上结果,进一步讨论和分析了热处理对合金微观组织及力学性能影响的本征关联。     

不同热处理工艺对TC21钛合金组织及力学性能的影响

利用不同的热处理工艺对钛合金进行处理,分析了固溶温度、时效温度以及时效时间对TC21钛合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,热处理工艺对钛合金组织中α相形状和数量影响较大。随着固溶温度、时效温度及时效时间的增加,钛合金的拉伸和屈服强度先增加后减小。最佳热处理工艺为固溶温度930℃,时效温度580℃,时效时间3.5 h。     

3 GPa压力热处理对TC6钛合金中β→α相转变动力学的影响

利用差示扫描量热仪测试了TC6钛合金经3 GPa压力下1000 ℃保温15 min高压热处理前后在不同冷却速率下的β→α相变温度和转变时间,并计算其相变激活能和Avrami指数,结合显微组织分析,探讨了3 GPa热处理对TC6钛合金中β→α相变动力学的影响。结果表明：3 GPa热处理能降低TC6钛合金β→α相变温度,缩短相变时间,随着相变体积分数的增大,高压处理样品的相变激活能先低于后高于未经高压处理样品的,但对β→α 相变机制影响不大。     

等温锻造温度对TC18钛合金组织性能的影响

研究了TC18钛合金在5.5×10-4s-1恒应变速率下、60%大变形等温锻造时,温度变化对合金组织和性能的影响.结果表明:显微组织对温度变化敏感,在两相区锻造时,显微组织由初生α相和β转变组织组成,随着锻造温度的升高,初生α相的含量逐渐减少,尺寸增大,等轴化程度增加;在相变点以上锻造时为魏氏组织.室温和高温拉伸强度随锻造温度的升高不断增加,拉伸塑性不断降低,室温冲击韧性也呈下降趋势.在860℃等温锻造时,显微组织为双态组织,强度和塑性达到最佳配合,获得良好的综合力学性能.860℃为较佳等温锻造温度.     

TC18钛合金室温性能与初生α相组织特征的关系研究

研究了TC18钛合金的室温性能与初生α相组织特征的关系.结果表明,时效前,随着初生α相含量的增加,合金的强度提高;时效后,随着初生α相含量的增加,合金的强度降低,而塑性提高.相对于等轴状初生α相,获得短棒状初生α相对于提高KIC是有利的.     

热变形参数对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响

利用SEM及EBSD技术,研究热变形参数(变形方式、变形温度、变形量、应变速率、保温时间)对TC18钛合金β相组织及织构演变规律的影响.结果 表明,TC18钛合金在热压缩及两相区热拉伸时,β相均以动态回复为主.在热压缩后,主要形成{100}及{111}织构,在热拉伸后,主要形成{110}织构;在单相区压缩时,随着变形温...     

两相区热处理对TC21钛合金显微结构的影响

采用金相显微镜和扫描电镜等手段，研究了固溶、固溶时效等热处理工艺对TC21钛合金显微组织的影响，确定了两相区热处理得到的显微组织，采用透射电镜、X射线衍射方法研究了TC21钛合金在两相区热处理的相组成。同时探讨了固溶温度、固溶时间、冷却方式以及时效处理对这种合金显微组织和相结构的作用。结果表明：在两相区进行热处理，均得到双态组织；相组成主要是α相、β相，并在TC21合金中发现含有少量金属化合物，如α2-Ti3Al相、B2相、Zr3Al、Si2Mo等；固溶温度影响了初生α相的体积分数和晶粒尺寸：固溶时间达到一定程度后，延长保温时间对显微组织没有明显影响；冷却速度影响声转变基体组织；时效也对β转变基体组织和次生α相有影响。     

热处理对TC18合金显微组织和力学性能的影响

研究了(α+β)相区等温锻造后β热处理、双重退火工艺对TC18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在(α+β)相区锻造后采用β热处理,形成粗大β晶粒,引起"β脆性",强度和断裂韧性较高,塑性急剧降低,不能满足技术要求,有待进一步研究;采用双重退火热处理,强度稍低,塑性和断裂韧性均较好,综合性能较好。     

TC18钛合金准β锻锻件热处理工艺试验研究

由TC18钛合金准β锻锻件热处理工艺试验研究可知,时效温度对TC18钛合金力学性能的影响更大,通过调整时效温度可得到所需的强度、塑性和断裂韧度匹配。     

喷丸对TC18钛合金拉-拉疲劳性能的影响

分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延长TC18钛合金的高周疲劳寿命,且能使1×107周次下的疲劳极限提高27%。     

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。     

冷热循环处理对TC18钛合金力学性能和尺寸稳定性的影响

利用冷热循环处理装置对TC18钛合金锻件进行了冷热循环处理工艺实验,并研究了冷热循环处理对该合金力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明,冷热循环处理对TC18钛合金的强度、塑性、断裂韧性及硬度等力学性能影响不大,但对尺寸稳定性具有显著影响;深冷处理温度过低对合金尺寸稳定性不利。从提高尺寸稳定性方面考虑,冷热循环处理工艺应以深冷温度-120℃、保温时间24 h、循环处理次数3次为宜,此时圆环开口尺寸变化率与未冷热循环处理相比降低了13.6%。     

热处理工艺对TC8M-1钛合金组织和性能的影响

TC8M-1钛合金是新近研制的最高使用温度达450 °C的热强型、长寿命高温钛合金。通过对该合金进行不同温度的固溶和时效处理,研究热处理工艺对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,合金中等轴初生α相含量逐渐减少,β转变组织进一步粗化,合金由等轴组织转变为双态组织,合金的室温强度呈下降趋势;随着时效温度的升高,合金中等轴初生α相含量无变化,合金的室温拉伸性能稍有下降,而塑性略微增加。经920 °C/2h,AC+580 °C/1h,AC热处理后,可使合金获得较好的强度–塑性的匹配。