Effects of thermohydrogen treatment on microstructures of α+β and β titanium alloy as-cast

The effects of thermohydrogen treatment on the microstructures of TC21 and Ti40 alloys as-cast were researched. The results show that the β phase content increases after charged hydrogen. Compound TixHy appears if H content reaches a certain content,which perfectly gathers on the grain-boundaries and/or dislocations and then diffuses into the grains. The microstructure of TC21 alloy after thermohydrogen treatment becomes fine and the best H content is 0.4%(mass fraction). However,the influence of thermohydrogen treatment on Ti40 microstructure is not obvious.

热氢处理对两相钛合金及β钛合金加工态组织的影响

研究了热氢处理对两相钛合金TC21和β型钛合金Ti40加工态组织的影响。研究结果表明:两合金渗氢后β相的数量增加,渗氢量达到一定程度后,有氢化物生成,优先在晶界或位错处聚集,后逐渐扩散到晶粒内部;TC21合金氢处理后,微观组织得到了明显的细化,当氢含量为0.4%(质量分数)时,其细化效果最佳;对于Ti40合金,其细化效果不明显。

热氢处理在铸造钛合金中的应用

利用氢作为临时合金元素的热氢处理技术(TCP),在钛合金机械加工、组织细化和粉末冶金等方面都具有广泛的应用前景。文中介绍了热氢处理在改善铸造钛合金显微组织、细化晶粒方面的应用以及热氢处理工艺过程,并阐述了热氢处理工艺使组织细化的机理。

氢对钛合金组织及加工性能的影响

分析了氢对钛合金作用的两重性。一方面,氢引起钛合金氢脆、应力腐蚀及延迟断裂等危害;另一方面,采用热氢处理技术降低钛合金的高温流变应力,改善钛合金的热塑性。热氢处理技术是改善钛合金加工性能的一种有效的新方法,可以细化晶粒,改变相结构,改善钛合金的加工性能。归纳了热氢处理技术在钛合金加工、焊接及铸造中的应用。

TC21合金高温渗氢组织变化研究

利用氢作为暂时合金元素的氢处理技术可以细化钛合金组织,可使钛合金性能得到很大提高,这对铸造钛合金组织和性能的提高具有很大的意义。本文研究了α+β型钛合金TC21铸态组织的高温渗氢行为,通过对合金渗氢前、后和除氢后的显微组织观察发现,渗氢后β相的数量明显增加,并有氢化物的生成;除氢后,晶粒组织得到细化,原始晶界变得模糊,其相应的硬度也发生了一定变化。分析了氢致组织细化的机理。

置氢对TB8钛合金室温压缩性能的影响

通过热氢处理技术在钛合金中引入临时元素氢,可以改变钛合金的相组成,进而改变钛合金的力学性能和加工性能。文章采用压缩实验研究置氢对TB8合金室温压缩性能的影响,并利用OM、XRD和DTA等方法研究固态置氢后TB8钛合金微观组织和相变的演变过程。结果表明,氢降低了TB8合金的β相转变温度,在氢含量为0.7wt%时组织完全转变成β相,置氢后合金中生成了δ氢化物和ω相;氢对TB8合金的塑性影响较小,但由于β相的软化作用,使置氢后合金的屈服强度低于原始合金,应变硬化能力随氢含量的增加而逐渐增强,主要是由氢原子及氢化物对位错的阻碍作用所致。

钛合金的热氢处理

热氢处理是一种新的钛合金加工技术，已广泛应用于钛合金中。本文综述了钛合金热氢处理的基本原理和工艺以及热氢处理对钛合金铸件、残钛、钛铝化合物、钛基复合材料的组织、力学性能和加工性能的影响的近年研究成果。

热氢处理对Ti600合金的组织演变和硬度的影响

研究了热氢处理对Ti600合金组织演变和硬度的影响.结果表明:热氢处理后,在Ti600合金中析出具有四方结构的硅化物粒子S_3(0.357%H)和六方结构的硅化物粒子S_1(0.497%H).在氢的质量分数为0.357%和0.497%的试样中均发现有面心立方(fcc)的氢化物,并且随着氢含量的提高氢化物表现出明显细化的趋势.Ti600合金的硬度随着氢含量的提高而提高,其主要原因是氢化物、硅化物粒子以及晶格缺陷的存在.

热氢处理对TC4钛合金切削加工性的影响

采用热氢处理技术对TC4钛合金进行了渗氢处理,对不同氢含量试件进行车削试验,测量切削力、表面粗糙度以及观察切屑形貌,研究氢对TC4钛合金切削加工性的影响。结果表明:渗入一定量的氢后,TC4钛合金的切削加工性得到改善;并且在所研究的氢含量范围0～0.45%内存在一个最佳切削氢含量范围,为0.30%～0.40%,其中最佳切削氢含量为0.32%。此时,切削力降低约10%,表面粗糙度减小约38%,切屑由带状变为节状,可切削加工性最好。

超细晶轻合金的制备及超塑性研究进展

超细晶材料具有优异的超塑性能,综述了通过大塑性变形方法获得镁、铝合金超细晶材料的超塑性能研究进展和通过大塑性变形和热氢处理获得超细晶钛合金的超塑性能,展望了超细晶轻合金的发展趋势。

亚稳β型TB8钛合金置氢特性研究

文章采用高温气相充氢法对TB8钛合金进行常压置氢实验,以研究亚稳β型TB8钛合金的置氢特性,即氢气流速、置氢温度和置氢时间对置氢量的影响规律,并建立了相应的数学模型。结果表明,氢气流速越快,合金中氢的质量分数越高,最终达到饱和;置氢量随置氢温度的变化规律为先增加后降低,当达到峰值后遵从Sievert’s定律;随置氢时间的延长,置氢量逐渐增加,并最终趋于平衡。

大尺寸钛合金易切削热氢处理技术进展与展望

钛合金易切削热氢处理技术是通过对钛合金进行热氢处理,改善其切削加工性能,提高机加工效率。利用该项技术可望解决航空航天用大尺寸钛合金零件的切削加工技术难题。在综述钛合金易切削热氢处理研究现状的基础上,提出了在大尺寸钛合金易切削热氢处理技术的实用化过程中需要解决的两个关键技术,即基于加工余量不同要求的氢渗层深度控制技术以及热氢处理过程中不同阻氢效率的涂层技术。

热氢处理对(TiB,TiC)/Til1 00复合材料显微组织和相变点的影响

对原位反应制备的(TiB,TiC)/Ti1100复合材料进行了热氢处理,用XRD对不同氢含量复合材料进行了物相分析,用光学显微镜研究了氢元素的加入对复合材料显微组织的影响,并测定了相变温度。结果表明:随着氢含量的增加,α-Ti和β-Ti相的衍射峰有向低角度偏移的趋势,晶界处逐渐析出氢化物,复合材料的相变温度逐渐下降,并且基体钛合金的晶粒有所细化。

热氢化处理对等轴晶α＋β相钛合金组织与性能的影响

长期以来,氢在钛合金行为研究中常被看作有害元素,然而在一定条件下氢对钛合金有积极作用,但相关定量研究较少。以氢作为暂时性合金元素对Ti6Al4V合金进行热氢化处理制备了不同氢含量的氢化试样。采用扫描电镜、X射线衍射仪、硬度测试等研究了氢含量对于Ti6Al4V钛合金组织及性能的影响。结果表明:对于氢含量低于0.7%的氢化试样,α晶内均发现片状细化晶粒,随着氢含量的增加,组织晶粒细化越明显,α相含量逐渐减少,β相逐渐增多;由于晶粒组织的改善,其硬度也得到提高,当氢含量为0.6%时,硬度达到最高值383 HV;但当氢含量超过0.7%时,由于氢化物的析出产生较大内应力,导致氢脆,降低了钛合金的力学性能。

置氢对TB8钛合金组织及硬度的影响

利用OM、SEM和XRD等方法研究固态置氢对TB8钛合金微观组织及相变的影响,并且研究置氢后合金的硬度变化规律。结果表明:随着氢含量的增加,合金中β相逐渐增多,并且氢的加入降低了生成ω相的临界冷却速度;TB8钛合金的显微硬度随氢含量的增加先增加后降低,这是由置氢后生成硬化相ω,氢化物δ,软化相β以及氢的固溶强化共同作用的结果。

大型航空构件专用热氢处理炉流-热-固耦合仿真分析

采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难。本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真。评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000℃时,炉胆外壁面温度只有200~350℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14。本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑。