热加工温度对Ti6242S合金小规格棒材组织及性能的影响

采用SXP-16精密锻造机，分别以920、940、960℃三种不同的热加工温度将Ф85mm的Ti6242S合金棒坯精锻至Ф32mm叶片用小规格棒材。研究了三种不同热加工温度对Ti6242S合金棒材显微组织、力学性能及探伤杂波水平的影响。结果表明：随着热加工温度的提高，初生α相含量降低，等轴化提高；经过相同的热处理制度（980℃×；1h／AC＋595℃×；8h／AC）处理后，三种不同温度热加工的棒材显微组织和力学性能相当；随着热加工温度的提高，棒材的杂波水平提高。     

固溶温度对Ti6246钛合金组织与性能的影响

对Ti6246钛合金?200 mm棒材进行不同温度固溶和593℃时效处理,研究了固溶温度对合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,当固溶温度在860~900℃时,初生α相和次生α相的含量和尺寸变化较小,显微组织为典型的等轴组织,棒材的室温和高温拉伸性能均变化不大,蠕变性能有所提高;当固溶温度高于915℃时,初生α相含量明显下降,次生α相的含量有所增加,且次生α相的尺寸增长变宽,显微组织呈双态组织,室温和高温拉伸强度均不断降低,塑性反之,且高温塑性的提高幅度明显大于室温塑性,蠕变性能进一步提高。     

锻造工艺对Ti-6321合金棒材显微组织与力学性能的影响

研究了不同锻造工艺对Ti-6321合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明:Ti-6321合金棒材经常规锻造后为等轴组织,经近β锻造后为双态组织,经β锻造后为网篮组织;双态组织不仅具有与等轴组织和网篮组织相当的强度和塑性,而且冲击韧性可达到850 kJ/m2以上,明显高于等轴组织和网篮组织。     

TC18合金大型锻棒冲击韧性的横纵向差异研究

针对TC18合金大型锻棒冲击韧性的横纵向差异及其内在原因进行了系统研究。夏比冲击实验显示,锻棒头部、中部和尾部3处C-L试样的冲击韧性均高于C-R试样。示波冲击实验发现,抵抗裂纹萌生的能力是决定合金冲击韧性的关键因素,C-L试样的裂纹萌生功明显大于C-R试样。断裂形貌分析表明,裂纹以微孔聚集方式萌生,主要起源于试样缺口附近的强化相界面处(如晶界α相)。C-L样品中微观组织的拉长方向和开裂方向平行,但和微孔萌生后聚集生长的方向垂直,裂纹不易生长至临界尺寸进行纵深扩展,因而消耗的裂纹萌生功较高,表现出较好的冲击韧性;相反,C-R样品的初生α相(包括晶界α相)和裂纹萌生的方向相同,裂纹容易顺着强化相界面生长至临界尺寸而失稳扩展,从而导致较低的冲击韧性。     

Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金中α相的析出行为及对力学性能的影响

对比研究了Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金双时效和单时效对α相析出行为及力学性能的影响。组织观察显示,合金固溶淬火后得到等轴β晶粒。经过低温预时效后,在β晶内获得均匀弥散的α相团簇组织,但在β晶界出现无析出区(PFZ)。这种β晶内/晶界分区析出特征直接影响后续高温时效形貌。双时效后,在β晶内析出细小均匀的α相,但在β晶界,α相呈粗大片状。与之相比,单时效后,α相分布较为均匀,都为粗大层片。拉伸结果表明,与单时效试样相比,双时效试样抗拉强度高达约1630 MPa,但延伸率较差(约2%)。这种高强度归结为组织中亚微米、纳米量级α粒子强烈的析出强化效应,而急剧的延性损失主要源于β晶界处粗大α片诱发的形变局域化进而导致早期沿晶脆性断裂。     

海洋工程用超大规格Ti80钛合金锻坯制备研究

对海洋工程用超大规格Ti80钛合金铸锭的化学成分均匀性,以及制备的超大规格锻坯组织均匀性和力学性能稳定性进行了研究分析。结果表明:研制的单重为11000 kg的Ti80钛合金铸锭头部、中部和尾部的化学成分中的主元素极差控制在1000 ppm、氧元素极差控制在80 ppm,表明化学成分均匀性良好;制备的单重为7500 kg的超大规格Ti80钛合金锻坯的不同位置的低倍组织模糊均匀、显微组织均匀性及一致性良好,锻坯不同位置、不同方向的抗拉强度和屈服强度偏差均控制在10 MPa以内,伸长率偏差为2%,断面收缩率偏差为4%,冲击功偏差为5 J,表明其力学性能差异较小,具有良好的性能稳定性。     

两种典型热处理对BT25Y合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对BT25Y合金电子束焊接样品进行700℃/2h AC的退火处理和940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理工艺,研究两种热处理工艺对合金焊接区域的组织和力学性能影响。研究结果表明,无热处理情况下,焊缝溶合区主要由α′马氏体构成,焊缝区硬度和强度明显高于基体。700℃/2h AC退火处理后,焊缝区的α′马氏体转变为细小弥散的α相,焊缝区的硬度和强度高于基体,室温拉伸断裂发生基体,焊接样品具有较差的高温持久性能。940℃/2h AC+600℃/8h AC的固溶+时效处理,焊缝熔合区的α′马氏体转变为尺寸较大的片层α相,并且沿原始凝固β晶界存在尺寸较大的连续或断续棒状α析出带,该析出带使得焊接样品在室温拉伸时沿焊缝发生脆性沿晶断裂,该热处理后合金具有较好的高温持久性能。     

固溶处理对Ti60合金组织及拉伸性能的影响

通过对600℃用Ti60高温钛合金在不同温度固溶热处理,获得全α'和α+α'2种马氏体组织,对比了2种组织特征及室温、300和600℃下的拉伸性能,探讨了初生α相对力学性能的影响规律。结果表明淬火过程中β相全部转变为α'马氏体相,α+α'组织保留约10%初生α相,初生α相的存在引起马氏体组织抗拉强度降低和塑性提升,进而获得更加匹配的强度和塑性。其中α+α'组织韧窝尺寸较大,因为少量初生α相能够细化β晶粒尺寸,通过增加晶界面积阻碍裂纹扩展,进而提高塑性,随着温度升高,初生α相对合金塑性影响逐步减小。     

变形率和热处理制度对Nb47Ti合金显微组织的影响

通过对比Nb47Ti合金在4种变形率和4种热处理制度下的显微组织.结果发现:晶粒的生长受到热加工变形率、热处理温度等综合因素的影响,变形率对再结晶温度影响较大;当变形率达到80%以上时,再结晶可以在较低的温度下进行,选择合适的热处理制度,能够获得具有细小和均匀显微组织的Nb47Ti合金.     

基于人工神经网络的高精度Ti6242s合金热变形本构模型

使用Gleeble-3800对锻态Ti6242s钛合金在温度950～1010℃、应变速率0.01～10 s-1的条件下进行了75%变形量的热压缩模拟试验。基于实验取得的真应力-真应变曲线,分别使用人工神经网络(ANN)和Arrhenius方程建立Ti6242s合金本构模型,研究其热变形行为。结果表明:流变应力在变形开始后迅速上升至峰值应力,随后硬化与软化达到动态平衡,在真应变达到0.6后加工硬化逐渐占据主导,硬化幅度随应变速率的增大而提高;人工神经网络本构模型预测值的平均相对误差(AARE)为2.25%,决定系数(R2)为0.999 06;Arrhenius方程本构模型预测值的AARE为14.40%,R~2为0.954 68,精度在参数范围内波动较大;ANN本构模型精度远高于Arrhenius本构模型,且在整个参数范围内具有一致的精度;ANN本构模型具有良好的泛化能力,在实验参数范围外预测流变应力仍具有较高的精度。