时效温度对TB15钛合金微观组织和力学性能影响

采用扫描电镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪和万能材料试验机等研究了不同时效温度对固溶态的TB15钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金在单相区固溶后,组织主要由等轴β晶粒组成,在较低温度时效后,基体析出了针状α相和等温ω相,在β晶界附近出现无析出区(PFZ),随着时效温度的升高,PFZ和ω相消失,α相由针状向片状形貌转变,在晶界附近出现了晶界魏氏体α相(α_(WGB))。随时效温度的增加,合金硬度降低,抗拉强度先升高后下降,伸长率则相反。在500℃时效后合金抗拉强度达到峰值1431.73 MPa,但伸长率仅为3.82%;在530℃时效时合金获得较好的综合力学性能,此时的抗拉强度为1155 MPa,伸长率为7.21%。

TB15钛合金等温时效析出行为及相变动力学

对TB15钛合金在不同时效温度处理后的次生α相转变及动力学过程进行了研究。结果表明,TB15钛合金经β相区固溶后均为β相,经不同时效温度和时效时间处理后,随时效时间延长,α相体积分数逐渐增加,形貌由点状逐渐向针状、板条状演化,针状或板条状α相相互交织成“V”字形构型,且长时间时效后部分α相局部富集成粗大的板条状;随时效温度升高,α相体积分数先增加后降低,平均宽度逐渐增加。在相变过程中,α相转变过程可分3个阶段,即形核孕育期、快速析出期以及稳定期,在530℃时效30~60 min的快速析出阶段时效响应速度最快,硬度(HV)提升最大,提升了124。建立了TB15钛合金不同时效温度下的等温相变动力学JMAK方程,根据试验结果绘制了合金的时间-温度-转变量图(TTT图),其“鼻温”接近540℃,α相从时效开始到析出需15 min左右,时效90 min左右α相体积分数可达到最高。

基于摩擦修正的TC6钛合金低应变速率大变形本构模型建立

采用Thermecmastor-Z100kn热模拟试验机对TC6钛合金进行了低应变速率大变形热压缩试验,获得了变形温度范围为900~945℃、应变速率范围为0.0001~0.1 s^(-1)、变形程度为70%时的真应力-真应变曲线。分别使用传统摩擦修正模型与改进摩擦修正模型对真应力-真应变曲线进行修正,并建立了基于摩擦修正的应变补偿型Arrhenius模型。结果表明:改进摩擦修正模型能更好地表征材料在大变形状态下的真应力-真应变动态响应。经摩擦模型修正的应变补偿型Arrhenius模型相线性相关度较高,平均绝对误差较小,预测值精度较高。

脉冲磁场对Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金组织及性能的影响

研究了不同的脉冲磁场参数对Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明,经脉冲磁场处理后,合金的凝固组织和力学性能明显改善。脉冲电压在0~300 V或模具预热温度在200~600℃内,随着脉冲电压或模具温度增加,其晶粒尺寸均逐渐减小;脉冲频率在0~10 Hz范围内,随着脉冲频率增加,其晶粒尺寸先减小后增大。当脉冲电压为300 V,脉冲磁场为5 Hz,模具预热温度为600℃时,合金的力学性能最优,其抗压强度为271.35 MPa,压缩率为22.5%。与未经过磁场处理的合金相比,抗压强度和压缩率分别提高了28.4%和14.2%。