表面强化对工业纯钛显微组织的影响

工业纯钛经喷丸,滚压强化后,疲劳强度得到不同程度的提高,逐层TEM亚结构对比分析结果表明,工业纯钛疲劳强度的提高和强化层组织中孪晶的形成有关,工业纯钛疲劳前后组织中主要是位错数量的变化,而强化试样疲劳前后组织的结构既有位错,孪晶数量的变化,又有孪晶－晶界,孪晶－孪晶之间的交互作用,喷丸较滚压强化效果显著的部分原因是表层形成了准孪晶栅栏。     

冷轧加工对工业纯钛板焊缝组织与性能的影响

采用等离子弧焊将两张3.5 mm厚纯钛板对焊,然后在1 780 mm冷轧机上依次进行变形量为43%、50%的冷轧加工,且冷轧后均进行退火处理。对两个轧程的冷轧态及退火态焊缝试样进行了金相显微组织观察;对两个轧程退火态试样进行了室温力学性能及硬度测试;对退火态成品母材区和焊缝加工区进行了杯突试验和在3.5%NaCl水溶液中的阳极极化试验。结果表明,两次冷变形板材退火后焊缝加工区晶粒尺寸均比母材区略微细小,强塑性略好一些,维氏显微硬度也稍高一些;成品板材焊缝加工区的延伸率与母材相差不大,杯突值相近,具有与母材相当的工艺性能;成品板材焊缝加工区的阳极极化行为与母材无明显差异,二者在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性基本一致。     

变形方式对工业纯钛室温ECAP组织及性能影响

采用2通道夹角Φ=120°,外圆角ψ=20°的模具,在室温分别采用A方式(相邻道次间试样不旋转)、B方式(相邻道次间,沿试样长度方向旋转90°进入下一道次)及C方式(相邻道次间,沿试样长度方向旋转180°进入下一道次)成功实现工业纯钛2道次等径弯曲通道变形(ECAP),观测分析试样显微组织和力学性能.结果表明:在室温下按不同变形方式进行ECAP变形2道次后,工业纯钛的强化效果基本相同.第1道次所形成的变形组织在第2道次变形时的变形机制及变形组织的演变规律因采取的变形方式而不同,从而使得形成的组织形貌不同,B、C方式皆可形成等轴胞状组织.     

挤压温度对往复挤压工业纯镁组织性能的影响

研究了工业纯镁的往复挤压工艺,在不同温度下用往复挤压工艺细化工业纯镁晶粒.挤压4道次,用金相显微镜观测了不同挤压温度条件下晶粒细化效果,测试了晶粒细化后的强度和硬度.结果表明,在相同挤压道次下,随着挤压温度的提高,晶粒度不断增大,拉伸强度和伸长率下降；在150℃往复挤压后,拉伸强度达到221 MPa,伸长率为23％.     

钛对2618合金组织及性能的影响

研究了钛元素加入量对2618合金组织性能的影响。结果表明,钛元素作为合金化元素能稍微细化2618合金的铸态晶粒组织,但对Al9FeNi相形态没有影响;钛元素的加入可明显提高250℃×100h热暴露前后的2618合金在250℃高温瞬时强度,但当钛元素加入量大于0.5%后,降低2618合金的室温抗拉强度。     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

挤压温度对纯镁组织演变、力学性能和断裂行为的影响

利用光学显微镜、万能力学试验机和扫描电镜等研究了不同温度下挤压变形对铸态商业纯镁显微组织、力学性能和断裂行为的影响.结果 表明,挤压变形显著地细化纯镁的晶粒尺寸,极大地提高了纯镁的力学性能.经过挤压以后,纯镁的平均晶粒尺寸被细化到18.6 μm以下,最小达7.9 μm;挤压态纯镁的拉伸屈服强度提高到140 MPa以上,...     

锻造与轧制工艺对纯钛组织与力学性能的影响

为了研究锻造和轧制这两种开坯工艺对纯钛板坯组织和性能的影响,在Gleeble-1500热模拟实验机上进行热压缩实验,通过单向拉伸实验测试锻造和轧制后板料的力学性能,在光学显微镜下观察采用两种开坯工艺加工后的显微组织。以变形温度（T）和应变速率的对数（lg）为坐标作图,根据lgZ值的斜率,即15.4和17.5,能够将纯钛塑性变形分成3个区,即三阶段加工硬化区、二阶段加工硬化区和流动软化区。在较高Z值的两种加工硬化区会有变形孪晶出现。两种开坯生产工艺对纯钛板坯组织和性能的影响主要体现在：锻坯微观组织出现变形孪晶,即晶内出现交叉孪晶,还有一些孪晶横穿晶界。然而,在轧坯中没有发现孪晶,其微观结构主要为等轴晶和板条状晶粒。拉伸实验和显微硬度测试结果显示,锻坯的屈服和抗拉强度及显微硬度均高于轧坯的。     

Gr2纯钛棒材点状缺陷分析

对用来加工手表盖的Gr2纯钛棒材生产过程中发现的端面点状缺陷进行了分析,通过对典型缺陷的显微组织及硬度进行检测,发现缺陷处晶粒更加细小,呈条带状,且显微硬度高于基体;对缺陷区域进行能谱分析,未发现明显的成分差异;最后对缺陷区域进行电子探针显微分析,发现其N元素含量远高于基体,属于N富集造成的局部冶金缺陷。通过对纯钛铸锭的真空电弧熔炼过程进行分析,得出产生该问题的原因为:一是海绵钛里混入Ti N颗粒,熔炼时未剔除干净;二是在电极焊接时未采取有效的保护措施,焊接时有大气介质导致N元素含量增加。后期针对上述问题进行改善,有效避免了Gr2纯钛棒材出现此类冶金缺陷。     

Ca对挤压AZ91镁合金组织及性能的影响

利用OM,SEM,XRD及力学性能测试等手段,研究了添加Ca元素的AZ91 XCa(X=0,0.5,1.0,1.5,wt%)合金挤压管材的显微组织及室温和高温力学性能。结果表明,Ca元素可以明显细化合金组织,使Mg17Al12相的形貌及分布发生改变;合金中加入少量Ca时,Ca主要溶入Mg17Al12相中,随着合金中Ca含量的增加,一部分Ca溶入Mg17Al12相,另一部分与Al化合形成Al2Ca相。Ca的加入提高了合金的高温强度和伸长率,但降低了合金的室温强度。少量的Ca有助于提高合金的高温力学性能,挤压AZ91 0.5Ca合金200℃时的力学性能可以达到σb=218.0MPa,σs=182.0MPa和δ5=24.0%,比挤压AZ91合金分别提高了27.0%,66.2%和16.5%。     

含氢氧元素的纯钛挤压材制备及性能研究

间隙型轻元素氢和氧对钛的组织结构具有可控性,可用于制备高强度、低成本化的钛合金。为此,日本大阪大学的研究人员拟通过采用TiH2粉末、TiO2粉末设计研制出抗拉强度Rm≥1 000 MPa,断裂伸长率A≥20%的高强度纯钛材。实验采用纯度为99.5%,粒径为18.8μm的TiH2粉末,在室温下于600 MPa的压力下制成质量     

等温挤压变形量对TiB+TiC增强钛基复合材料组织和室温力学性能的影响

塑性变形在提高原位自生非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)强度的同时可改善塑性,但高的屈强比使其变形工艺非常敏感,压缩了适合变形的工艺区间,加大了变形加工难度。为此,提出了钛基复合材料(TMCs)等温挤压方法并成功制备出强塑性匹配较好的颗粒增强TMCs,研究了挤压变形量对其微观组织演化及综合性能变化规律的影响。结果表明,挤压过程中增强体TiB晶须和TiC颗粒断裂并实现二次分布,使TMCs中增强体分布得到合理有效控制,当挤压比从7增大到10时,TiB晶须长径比明显减小,但随后趋于稳定。随着变形量增加,α相内发生连续动态再结晶,形成与片层厚度相当的沿着原始片层呈竹节排布的细小等轴晶粒。从力学性能测试结果可知,在温度较低的两相区(985℃)进行等温热挤压变形,DRTMCs强度可达1 111 MPa,延伸率为15.7%,实现了较好的强塑性匹配。     

热氧化温度对TA2纯钛组织与耐蚀性的影响

对TA2工业纯钛进行不同温度热氧化处理.采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析热氧化处理试样截面组织,用EDS和XRD进行微区成分和物相分析;研究不同温度氧化处理试样的表层显微硬度以及浓盐酸中的耐腐蚀性,采用SEM观察试样腐蚀前后表面形貌.结果表明,热氧化后TA2表面形成了金红石型TiO2氧化膜,整个氧化层由金红石型TiO2氧化层、外扩散层和内氧扩散层构成.TiO2氧化膜厚度随热氧化温度升高而增加, 700 ℃以下增速很缓、超过700 ℃快速增厚;热氧化处理表层硬度亦随热氧化温度升高而提高.热氧化TA2试样在36%～38%HCl中耐腐蚀性明显改善,其中700 ℃热氧化处理的耐蚀性最优.     

挤压变形对ZL102材料组织和性能的影响

研究了ZL102铸造铝合金在300～460℃和挤压比为15～75的热变形对其组织和性能的影响.结果表明,均匀化后的铸态ZL102铝合金随温度和挤压比的增大,力学性能得到提高,其强度由154MPa提高到159 MPa,伸长率从4%提高到24%.断面收缩率从4%提高到33%.ZL102铸造铝合金在340℃左右和挤压比为15时,共晶组织由针状组织变成细小的球形颗粒状组织,提高了该合金的塑性,同时具有较高的力学性能.     

ECAP对SLM纯钛组织及其耐腐蚀性能的影响

为了提高纯钛在林格氏模拟体液和模拟口腔唾液环境中的耐腐蚀性能,采用等通道转角挤压（ECAP）技术对激光选区熔化（SLM）技术制备的商业纯钛进行改性处理。通过透射电子显微镜和电子背向散射衍射技术对SLM纯钛和SLM+ECAP纯钛进行组织检测,并在三电极体系下进行耐腐蚀性能的测试。结果表明：SLM+ECAP纯钛比SLM纯钛试样的晶粒尺寸小,晶界多,位错密度增大,极图的择优取向不太明显,但极密度有所增加。在林格氏模拟体液和模拟口腔唾液环境中,SLM+ECAP纯钛比SLM纯钛的自腐蚀电流密度小,极化电阻大,阻抗半径大。采用ZSimpWin软件对交流阻抗谱进行等效电路拟合,拟合结果和实验测量数据较为吻合。SLM+ECAP纯钛的耐腐蚀性能比SLM纯钛好。     

热处理工艺对TA5钛合金棒材显微组织及性能的影响

经过多火次锻造得到具有均匀细小等轴组织的TA5钛合金棒材,在600~800℃范围内对其进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究不同热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热处理温度在700~750℃,保温时间在60~90 min之间时,得到的组织为更加均匀的等轴组织;棒材的抗拉强度为740 MPa左右,屈服强度在595 MPa左右,延伸率在14%左右,强度和塑性达到较好的匹配。     

TC6合金叶片用棒材组织与性能

通过合理的工艺路线锻制出显微组织、力学性能优良的TC6合金叶片用棒材.对锻制出的棒材进行了常规力学性能的测试和显微组织的观察.通过不同的热处理工艺获得不同的组织类型,对不同组织类型和性能进行了讨论.     

挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响

针对黄铜棒材在连续挤压扩展成形中截面流动不均匀,易造成产品分层,影响产品质量等问题,研究了不同挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响。模拟分析了不同挤压轮转速时的温度场、速度场和等效应变速率场分布情况,模拟结果表明:在定径带横截面处,随着挤压轮转速的提高,稳态下坯料的温度和等效应变速率最大值逐渐增大,中心与边缘速度差逐渐增大,产品成形不稳定。因此,适当地降低挤压轮转速有利于产品的稳定成形。通过连续挤压实验,验证了分层缺陷的存在,数值模拟结果与实验结果一致,证明了模拟结果的有效性。