β21S钛合金热压缩变形行为

在热模拟试验机上对 β2 1S(Ti 15Mo 2 .7Nb 3Al 0 2Si)钛合金进行了恒应变速率压缩变形试验 ,温度范围为 75 0～ 95 0℃ ,应变速率范围为 ε=10 -3 ～ 10s-1,测试了其真应力 真应变曲线 ,观察了变形后的组织。β区热压缩、变形的主要软化机制是动态回复 ,但 ε≤ 10 -2 s-1时 ,变形的过程中有动态再结晶现象发生 ;两相区热压缩 , ε≤10 -2 s-1时 ,变形的主要软化机制是动态回复 , ε≥ 10 -1s-1时变形的主要软化机制是动态再结晶。部分试样变形后的组织中 ,观察到类似“木纹”状的组织 。

β21S钛合金高温变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验，研究其在变形温度为750～1100℃，应变速率为0．01～1s^-1条件下的流变应力及微观组织变化规律，计算了变形激活能及应力指数，并给出了流变应力的计算模型。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增大，在恒应变速率下，其应力水平随温度的升高而降低；在较低温度和高应变速率变形时，合金仅发生回复现象，随着温度的升高和应变速率的降低，有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大；计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211．04kJ／mol和4．0129。

β21s钛合金棒材热处理研究

研究固溶时效热处理对β21s钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:在固溶温度一定时,随着时效温度的升高(从540,550到560℃),合金的强度下降,而塑性则有所上升;在时效温度一定时,随着固溶温度的升高(从750,770,790到800℃),合金强度先有所升高(在790℃时达到峰值),而后又有所降低,而塑性则逐步降低。

β21s钛合金动态再结晶行为

利用Gleeble1500热模拟试验机研究了β21s钛合金在高温变形条件下的动态再结晶行为及晶粒尺寸变化规律。实验结果表明,β21s钛合金在温度较高、应变速率较低的情况下变形时,表现出典型的动态再结晶行为,动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和变形速率的降低而增大。确定了该合金的激活能为227.07 kJ/mol,应力指数为3.42,Z因子决定着动态再结晶的晶粒尺寸,二者之间为幂指数关系,进一步得出再结晶晶粒尺寸的预测模型,为该合金热变形过程的组织控制提供理论依据。

时效制度对β21S钛合金棒材组织及性能的影响

研究了时效时间及温度对β21S钛合金小规格棒材力学性能的影响。研究发现,随着时效时间的增加,合金强度呈现先逐渐升高后逐渐降低的趋势、塑性呈现先降低后逐渐升高趋势;随着时效温度的升高,合金强度先显著升高后显著下降、塑性先显著降低后显著升高。

β21S超高强钛合金性能试验研究

β21S(名义成分Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si)钛合金是Timet公司针对美国航空航天飞机计划NASP对抗氧化金属及复合材料基体的需求而研制的一种亚稳定β型钛合金,该合金具有优异的冷热加工性能、深的淬透性、抗蠕变性能、高的抗氧化性能和良好的抗腐蚀性能,可用于制作有温度要求的飞机结构件或发动机部件紧固件和液压管材、钣金件等,已经用于制造波音777飞机发动机舱导风罩等部件。β21S合金作为一种典型的亚稳定的β型钛合金,通过适当的工艺热处理后,可获得1 300 MPa以上超高抗拉强度及不小于6%的延伸率,为了全面了解并掌握高强热处理工艺处理后的β21S钛合金性能,我们对β21S钛合金进行了全面性能试验研究。

β21s钛合金板材热处理工艺研究

采用金相观察、拉伸试验等方法研究了固溶及时效制度对β21s钛合金板材显微组织及力学性能的影响。结果表明,β21s钛合金在815~845℃温度范围内固溶后,室温拉伸时合金具有较高的塑性和适中的强度,且随着固溶温度的升高,强度降低、塑性升高;时效处理后合金具有很高的强度及较好的塑性,且随着时效温度的升高,合金强度降低、塑性升高。

β21s高强度钛合金的铣削试验研究

针对一种新型的难加工钛合金材料β21s,进行了刀具磨损试验和铣削力的测量试验,对材料的切削加工性进行评价,并且给出优选结果,为实际生产提供参考。

双重时效处理对β21S钛合金棒材组织性能的影响

研究了双重时效处理β21S钛合金棒材的显微组织及性能。结果表明,β21S钛合金时效时首先在晶粒内部析出α相,首次时效处理的温度及时间对析出相的影响较大。540℃×20 min和550℃×10 min首次时效处理获得了较为均匀和数量相当的析出相,首次时效后再进行510℃常规时效,试样的抗拉强度未明显降低,但伸长率比单次固溶时效提高2%以上。相同双重时效制度下,固溶温度升高,抗拉强度增大,伸长率减小。双重时效处理对剪切性能的影响不大。

SiC纤维增强β21S复合材料及蒙皮结构制备技术研究

采用箔-纤维-箔方法制备了SiC纤维增强β21S复合材料(SiC_f/β21S),其中箔材采用冷轧+退火处理的方法获得,纤维布采用数控纤维缠绕机获得。采用有限元分析软件对纤维布与箔材的复合过程进行了计算,确定了较佳的制备工艺参数。在较佳的工艺参数条件下制备SiC_f/β21S复合材料,其中热等静压工艺参数为830℃、860℃/120MPa/2h,然后在不同温度条件下,进行0h、9h、25h、49h的真空热处理,对SiC_f/β21S复合材料的纤维/基体界面和基体微观组织进行了分析,研究了界面反应层的微观组织演变和动力学长大规律。采用箔-纤维-箔方法与热等静压成型工艺相结合的方法,在最佳工艺参数条件下制备了SiC_f/β21S复合材料蒙皮结构,并对其组织和性能进行了测试分析。