美国研制钨纤维增强超合金

美国航空航天局的刘易斯研究中心,为了开发供制作航天飞机主发动机(SSME)涡轮叶片用的高性能材料,正在研究用钨纤维来强化超合金。目前,用于制作这种涡轮叶片的材料,是一种称之为MARM246的定向凝固铪改性的镍基合金,其名义成分是Ni-10Co-10W-9Cr-5.5Al-2.5Mo-1.75Hf-1.5Ta-1.5Ti-0.15C。实验所用的增强材料是一种W-ThO纤维,基体包括:Incoloy 903、FecrAly、316L不锈钢和Waspaloy镍基超合金。前三种基体材料都是铁基合金。

TC18钛合金锻造异常组织分析

锻件的大型化已成为必然趋势,从而导致锻造过程中应力场、温度场不均匀问题更加突出,加之锻造多为简单的单一方向拉伸或压缩变形,锻件不同位置的组织及织构差异愈加明显。TC18钛合金名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe(wt%),作为一种典型的近β型钛合金,具有高强度、高韧性、良好的淬透性和塑性等特点,被广泛用于壳体、发动机等舰船构件及承力框架、起落架、翼梁等飞机大型承力构件。因该合金β稳定元素含量较多,且采用准β锻工艺成形,锻造过程参数控制较难,在实际锻造过程中很容易出现β斑、微织构等不均匀组织,从而对锻件组织性能造成一定影响。本文主要对实际生产中出现的TC18钛合金锻造异常组织进行分析讨论并确定形成原因,为现实生产提供一定借鉴作用。

TC4厚壁盘类异形环锻件的工艺研究

TC4钛合金(名义成分Ti-6Al-4V)属于α+β型的两相钛合金,含有6%α稳定元素Al和4%β稳定元素V。该合金具有优异的综合性能。在航空航天、船舶、汽车、石油化工等领域,该材料是应用最为广泛的材料之一,占工业用钛的60%。火箭发动机固定壳体,其所选材料一般为超高强度钢,该类材料主要有强度高,价格低等优点,但由于其密度较大,使得发动机整体重量较大。

锻造温度对TC32合金组织和性能的影响

TC32钛合金是中国航发航材院自主研发的中高强高韧α+β型钛合金,其名义成分为Ti-5Al-3Mo-3Cr-1Zr-0.1Si,具有冲击性能和断裂韧度高,低成本等特点。针对TC32合金,我公司开展了锻造温度的研究,以指导热加工方案的制定。试验用原材料。采用TC32钛合金φ380mm规格圆棒材,熔炼炉号为332-2206064,测定其相变点温度为T_(β)=(912±3)℃。

热处理温度和冷却方式对TC32合金组织和性能的影响

TC32钛合金是中国航发航材院自主研发的中高强高韧α+β型钛合金,其名义成分为Ti-5Al-3Mo-3Cr-1Zr-0.1Si,具有冲击性能高、断裂韧度高、成本低等特点。针对TC32合金,我公司开展了热处理温度和冷却速度的研究,以指导热加工方案的制定。试验用原材料采用φ380mm规格TC32钛合金圆棒材,测定其相变点温度Tβ=(912±3)℃。下φ380mm×100mm的棒料,按某标准要求对棒料进行热处理(880℃保温2h,空冷;550℃保温6h,空冷)。

TC16钛合金大规格环材的制备与性能研究

TC16是前苏联于上世纪六十年代开发的一种高强钛合金(对应俄罗斯牌号为BT16),属于富β相的马氏体型α+β两相钛合金,其名义成分Ti-3Al-5Mo-4.5V,相比常用的TC4合金,该合金Mo当量较高,在退火后拥有更高的强度,同时兼备良好的塑性。该合金β稳定系数较高,为0.83,已接近1,因此淬透性好,是制造钛合金紧固件理想的材料之一,且对于缺口、偏斜、扭转等应力集中敏感性小,又具有良好的力学性能和工艺性能,如热变形性、焊接性、切削加工性和抗蚀性,可加工成棒材、型材、板材、锻件等,广泛应用于航空、航天、化工、冶金、船舶、医疗、油田和汽车等领域。

热处理工艺对TA24钛合金棒材显微组织及性能的影响

TA24(Ti75)是低合金化Ti-3Al-2Mo-2Zr,系具有我国自主知识产权的近α型合金,含有3%的α稳定元素Al,对α相起固溶强化作用;含有2%的β稳定元素Mo,起到强化β相并改善工艺塑性的作用;还含有中性元素Zr,改善金属的焊接性能。TA24钛合金名义成分的铝当量为3.5,钼当量为2。

Ti-230钛合金锻件低倍缺陷形成原因分析

Ti-230合金是英国帝国金属工业公司研发的含铜量2%~3%的钛合金,其名义成分为Ti-2.5Cu,是一种低强度、高塑性的近α型钛合金,该合金具有中等强度、良好的塑性及优异的加工性,能加工成各种棒材、板材、型材及环形件等,主要用于制作飞机发动机部件。此合金的焊接性能良好,可与纯钛作异种材料的焊接,可以热处理强化,热处理后室温、高温强度可提高20%~25%。

β退火的低温退火温度对TC32合金组织和性能的影响

TC32钛合金是中国航发航材院自主研发的中高强高韧α+β型钛合金,其名义成分为Ti-5Al-3Mo-3Cr-1Zr-0.1S。根据不同的热加工工艺,TC32钛合金可获得不同的组织和性能:采用两相区锻造+双重退火热处理,锻件可获得α+β组织,其综合性能与同组织状态的TA15相当,具有较高的强韧性和强塑性匹配;采用准β锻造+双重退火热处理,锻件可获得网篮组织。

TC18钛合金表面换热系数研究及测定

TC18钛合金(名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr)是俄罗斯于20世纪60年代开发的一种高强近β钛合金,因其具备比强度高、塑性优良、工作温度范围宽、抗疲劳性和热处理淬透性好等优点,因而广泛应用于机身主承力梁、隔框、机翼部件以及起落架的扭力臂等飞机关键承力结构部件。这些关键部件大多采用热模锻成形后加工而成。

TA7钛合金环形件锻造工艺优化及全流程精细化控制

TA7钛合金是一种中等强度的单相α型钛合金,其名义成分为Ti-5Al-2.5Sn。TA7钛合金在低温至500℃范围内均具有比强度高,塑性好、缺口敏感性小、焊接性优良等特点,主要应用于航天领域中低温服役结构件、机匣壳体、壁板以及紧固件等零件。TA7钛合金锻造温度区间较窄,若工艺控制不当易产生开裂。

TA15异形环件不同位置组织性能对比研究

TA15钛合金属于近α型中强度钛合金,其名义成分为Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr。该合金比TC4钛合金室温强度略高,且高温性能优异,同时具有良好的热加工性能,可以制成形材、厚板、锻件等,在航天领域主要用于制造运载火箭的压力容器、部分卫星结构零部件以及战略导弹弹体中要求强度高、热强性好的零部件。

热处理制度对Ti-5111合金棒材组织与性能的影响

Ti-5111合金名义成分为Ti-5Al-1Mo-1V-1Zr-1Sn,是美国研发的一种低成本钛合金,其含有高浓度α稳定元素(5%Al)和较低含量β稳定元素,如V、Mo,属于近α合金。Ti-5111合金强韧性高、可焊接性良好,抵抗海水腐蚀能力优异,且成本低于同特性(例如Ti6Al4V ELI)的钛合金,因此在高性能潜艇机械和结构部件中具有重要的应用价值。

Ti55531钛合金锻件工艺研究及试制

钛合金由于其优秀的比强度、抗腐蚀性能被广泛应用于飞机结构件的制造。Ti55531合金是一种新型高强高韧β型合金,其名义成分为Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-1Zr。此合金拥有良好的淬透性和较宽的加工工艺范围,特别适合制造必须承受巨大应力的零部件,比较适合用于结构件,起落架、机翼、发动机挂架之间的连接装置等。我司利用现有设备,针对Ti55531合金的性能特点开展了梁类锻件的试制。

热处理工艺对TC11钛合金锻坯组织性能及探伤结果的影响

TC11钛合金相当于前苏联的BT9钛合金,名义成分为6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.25Si,属高铝当量马氏体型α+β两相钛合金。该合金具有优异的热强性能,主要用于制作工作温度在500℃以下的飞机发动机压气机盘、叶片和叶轮等关键零部件,是目前航空工业上应用最广泛的钛合金之一。

TC25钛合金锻造工艺研究

TC25钛合金是20世纪70年代初前苏联研制的一种热强钛合金,俄牌号是BT25,该合金的名义成分为:Ti-6.8Al-1.7Zr-2Sn-2Mo-0.7W-0.2Si,属于Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si系的变形马氏体型α+β两相钛合金。合金中含有钼、钨等高熔点的元素,热强性、耐热性很好,使用温度达到550℃,其使用寿命可达3000h,所以该合金主要被用于航空发动机高压压气机盘的制造。

TC6钛合金锤上自由锻件心部清晰晶形成原因及解决方法

TC6合金是一种综合性能良好的马氏体型(α+β)两相钛合金,其名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si。该合金的使用状态一般为退火状态,也可进行适当的强化热处理。TC6合金具有较高的室温强度,比TC4合金高85MPa,而且在450℃以下具有良好的热强性。TC6合金还具有较好的热加工工艺性能,塑性较高但变形抗力较大,主要用于制造航空发动机或船用燃气轮机低压或高压压气机叶片、接头及紧固件。