Ti600高温钛合金600 ℃下组织稳定性研究

对Ti600高温钛合金600 ℃热暴露不同时间的组织和性能进行了研究。结果表明,该合金在热暴露过程中析出物的量不多,主要是硅化物的析出和a相的有序化过程。热暴露过程中,合金塑性的降低主要是硅化物和a2相协同作用的结果,其中a2相对力学性能的影响起主导作用;a2相的稳定化和长大过程是合金塑性下降的主要阶段。     

钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅰ）——同素异构转变

分别从冷却和时效两个过程对钛合金的固态相变作一系统论述，指出，在冷却过程中，根据冷却速度的不同发生的主要相变有：β→α＇＇,β→α＇,β→ω（althermal）＇β→α;时效过程中主要相变有．β→β＋ω（althermal）→β-α,β→β＋β→β＋α,β→α,α＇→β＋α,α＇＇→（β＋α＇）→β＋α.并分析了这些相变的形成特点；最后就目前钛合金固态相变中易混淆的过渡相的关系进行了讨论。     

热处理对Ti1300高强钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对不同原始状态的Ti1300合金电子束焊接样品进行不同的热处理,研究了焊前热处理和焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,焊接前不同热处理对合金焊缝组织和性能影响不大,在焊缝无热处理情况下,焊缝主要由较大尺寸的柱状β晶和亚晶构成,形成的α相极少,并主要分布在稳定晶粒的晶界处,这种组织使得焊缝区的强度和塑性明显低于基体。焊接后无论采取哪种热处理工艺,都无法改变合金焊缝区β晶粒的形态和尺寸,亚晶依然存在。热处理可以调节焊缝区α相的含量、尺寸和形态,但析出的α相的分布总体趋向于在稳定晶界处形成。焊缝区的性能依赖于析出α相的尺寸和数量,当单独在较低温度退火或时效时,焊缝区α相强化效果明显,焊缝强度大于基体,断裂发生在基体。     

β-CEZ钛合金热变形行为及热加工工艺

采用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度800~1000℃、应变速率0.01~10 s~(-1)的条件下对β-CEZ钛合金进行热模拟试验,分析了合金的真应力-真应变曲线和热加工图,并在此基础上研究了棒坯一次镦拔和多次镦拔工艺对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:β-CEZ钛合金流变应力随变形温度的升高而降低,但应力降低的幅度是越来越小,流变应力随变形速率的增大而匀速增大。热加工图稳定区主要分布在变形温度850~900℃,应变速率0.01~0.1 s~(-1)和变形温度925~975℃,应变速率0.1~0.7 s~(-1)的范围内。β-CEZ钛合金在相变点温度以下进行一次镦拔后,显微组织中晶粒较粗大且大小不一,β晶界不明显,晶粒内有板条状α析出。β-CEZ钛合金经过多次镦拔后,等轴组织明显得到细化和均匀化,β晶界非常清晰,等轴晶内有细小的针状和短板条状α析出,且纵横向显微组织差异小。多次镦拔后,断面收缩率明显提高,从而改善了合金的综合力学性能。     

高温形变热处理对Ti5321合金组织和拉伸性能的影响

对新型高强高韧钛合金Ti-5321在两相区锻造后分别进行空冷和水淬,随后分别进行固溶时效、直接时效和二级时效处理,测试其室温拉伸性能,并采用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜分析其相组成及显微组织。结果表明:经过固溶时效处理后,合金消除了锻后空冷及水淬组织的差异;水淬态直接时效的拉伸性能与水淬固溶时效态处于同一水平,其抗拉强度达到1239MPa,伸长率达到13%;水淬态预时效后试样塑性急剧降低,发生脆断,二级时效后,塑性显著提升;空冷态试样不论在直接时效还是二级时效后性能都没有明显提高。     

中低温退火处理工艺下Ti40合金高温蠕变机制的研究(Ⅰ)—蠕变本构关系

对Ti40合金环材进行600℃,4h退火处理,并测试合金在500～550℃温度范围不同应力下蠕变性能。结果表明,Ti40合金在500～550℃的温度范围的蠕变行为应该分为两个区间,区间Ⅰ为500～520℃温度范围;区间Ⅱ为535～550℃温度范围,在两个温度区间内蠕变本构方程不同。分析认为,在低温区(500～520℃)应力对位错的滑移影响较大,热激活控制的位错攀移控制稳态蠕变变形;当温度升高时,扩散对蠕变变形的贡献越来越大,在高温区(535～550℃),合金的蠕变可能受自扩散或合金元素的扩散控制。     

低温钛合金的研究进展

因具有优异的低温综合性能,钛合金作为重要的低温工程材料而逐渐受到广泛重视。本文概述了当前国际低温钛合金的应用现状,从α钛合金、α/β两相钛合金及β钛合金方面,综述了钛合金低温变形机制的最新研究进展,并总结了这3类不同相成分的钛合金的低温变形机制。从温度、合金成分、形变因素和显微组织方面,归纳总结了不同因素对钛合金低温塑性变形机制的影响。另外,还探讨了低温钛合金的发展趋势,以期为新型综合性能更好的低温钛合金的设计和研发提供参考。     

载荷方式对双态Ti-55531合金变形和断裂的影响

通过室温静态拉伸和扭转试验,结合TEM、SEM等分析检测方法,系统研究了双态Ti-55531合金在拉伸和扭转载荷下的变形和断裂失效行为。结果表明,载荷方式对双态Ti-55531合金变形和断裂行为有显著的影响：首先,该合金扭转剪切强度较拉伸强度低约300MPa,表明该合金的断裂对扭转切应力的敏感性高于拉伸应力。其次,拉伸和扭转变形时,合金主要都受滑移和剪切共同控制,但相对拉伸变形扭转变形时等轴α_p产生的剪切滑移带数量更多;且变形时晶界α和等轴α_p的界面处易堆积高密度位错。最后,拉伸断口较扭转断口陡峭,拉伸断裂失效是以微孔聚集为主的穿晶断裂机制;而扭转断裂失效则是以微孔聚集和剪切开裂的混合断裂机制。     

V元素对Ti-V-Cr系阻燃钛合金热强性的影响

配制不同V含量的3种阻燃钛合金，分别测试其在不同热暴露和蠕变工艺下的热稳定性能和蠕变性能，并观察其显微组织。结果表明，随V元素含量的增加，合金热稳定性能和抗蠕变性能提高，并且V元素的含量对热稳定性能和蠕变性能的影响存在一个最佳含量，小于该含量时，V元素含量对热稳定性能和抗蠕变性能影响较大，大于该含量时，含量增加对其性能影响不大。在讨论中指出，V元素对热稳定性能和蠕变性能的影响主要表现在对β相稳定性的影响，对TiCr2相形成过程的影响和与空位的相互作用三个方面，并详细论述了其机理。     

Al元素对Ti40阻燃钛合金550℃热稳定性的影响

研究Ti-25V-15Cr-0.2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0.2Si两种阻燃钛合金在550℃热暴露不同时间后的力学性能，并应用光学显微镜、X射线衍射、透射电镜对合金组织进行分析。结果表明，Al元素使Ti40阻燃钛合金在550℃的热稳定性能显著降低；对相的分析表明，Al元素可促进合金中Ti5si3和α相的形成。在550℃热暴露200h条件下，出现明显的TiCr2有序相。降低组织的稳定性及使合金在热暴露过程中生成过多的第二相是Al元素降低合金热稳定性能的主要原因。