TA15合金的热变形行为及加工图

研究了TA15合金的热模拟压缩实验。结果表明:变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础,建立的加工图表明:TA15合金高温变形时存在2个非稳定区域,一个是变形温度1300K以上和应变速率10.0s-1以上的区域,另一个是变形温度1200K以下和应变速率0.006s-1～1.995s-1之间的区域。同时,建立的TA15合金高温变形时的流动应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流动应力的影响,模型的计算精度较高。

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

研究TA15合金在4个典型温度1020、1000、900、800℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系。结果表明:随着冷却速度的降低,1020℃热处理合金的显微组织由马氏体α'相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970℃及900℃热处理后则由初生α-马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800℃热处理后只有α和β两相组织;在1020～900℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关。

冷却速度对TA15 ELI合金组织与性能的影响

研究了不同冷却方式（水冷，空冷和炉冷）对Ti-6Al—2Zr-2V-1Mo（质量分数，下同）ELI（TA15 ELI）合金43mm厚板双态组织中次生α片厚度，以及对该合金双态组织和等轴组织损伤容限性能的影响。结果表明：水冷时α片厚约1μm，空冷时α片厚为2μm～4μm，炉冷时α片过于增厚，几乎完全溶于等轴α相内，形成完全等轴组织。次生α相的变化对该合金的屈服强度和断裂韧性产生很大影响，但对疲劳裂纹扩展速率影响不大，疲劳裂纹主要以切过或沿等轴α相界面扩展。采用Paris（dα／dN=c（△Kn）^n公式对3种合金组织疲劳裂纹扩展数据进行拟合，其结果为：c=1-8×10^-8，n=3.12-3.28。

热处理工艺对TA15钛合金冲击性能的影响

热处理工艺是调整TA15钛合金显微组织和力学性能的重要手段之一。以往文献较多地研究了热处理制度对TA15钛合金拉伸性能的影响。研究了退火温度对TA15钛合金锻件、棒材显微组织和冲击性能的影响,目的是通过改变退火温度调整合金的显微组织参量,改善TA15钛合金冲击性能。其结果表明:提高退火温度可以增加初生α相尺寸和次生α相片层厚度,从而提高合金的冲击性能。特别是对小规格锻件,退火温度从810℃提高到850℃,冲击值可提高10 J.cm-2以上。

TA15合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能

采用共沉积法在TA15合金表面制备了Ni-Si C复合镀层,分析了Ni-Si C复合镀层对基体合金硬度和磨擦磨损性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行了讨论。结果表明:所制备的Ni-Si C复合镀层组织致密且与基体结合紧密,硬度明显高于TA15合金基体。摩擦磨损实验结果表明,Ni-Si C复合镀层能为TA15合金提供良好的摩擦磨损抗力,在相同的摩擦条件下,Ni-Si C复合镀层的磨损率明显低于TA15合金。TA15合金与GCr15球和Al2O3球对磨的磨损机制均主要为犁削磨损、粘着磨损,同时伴随有氧化磨损和轻微的磨粒磨损;Ni-Si C复合镀层与GCr15磨球对磨的磨损机制主要为镀层组织的拔出及GCr15钢球在其表面上的涂抹,与Al2O3磨球对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和削层磨损。

基于BP神经网络的TA15钛合金热变形工艺-性能预报

将经过热约束变形的TA15钛合金进行力学性能测试,获得了工艺(温度、应变、应变速率及冷却方式)、性能(抗拉强度、延伸率)参数数据,利用BP人工神经网络建立起其间的关系网络模型。研究表明:所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同变形条件下TA15钛合金的性能。

预热对激光沉积修复TA15钛合金形貌尺寸和组织的影响

采用感应加热装置实现激光沉积修复基材的预热,完成基材预热下的激光沉积修复试验,研究不同基材预热温度对试样形貌尺寸、显微组织及硬度的影响规律。结果表明:基材预热后的沉积试样表面更加平整,试样熔宽和熔高有所增大;随着预热温度的升高,沉积试样底部的柱状晶越粗壮、尺寸越短,顶部的枝晶数量越少,显微组织中片层α组织越粗大;且沉积试样显微硬度轻微降低。基材预热可明显改善沉积质量。

XRD线形傅氏分析方法研究TA15合金热压缩变形后的位错

利用XRD线形傅氏分析方法定量分析TA15合金在750、800和925℃热压缩变形后的位错亚结构。结果表明：利用XRD线性傅氏分析的方法可以比较方便地定量表征位错信息：位错类型主要为基面（0002）、柱面（1010）和锥面（1011）型位错。存750℃、1s^-1变形条件下，随应变量的增加，直到60％变形量时，位错密度仍在增加。而在800℃、1s^-1变形条件下，位错密度先增加后降低。各变形条件下位错密度均在10^10-10^11cm^-2的范围；750℃变形后，各晶面的位错密度随应变量增加而增加，但是基面（0002）和锥面（1011）位错随应变量的增加的速度更快，说明此温度下基面和锥面位错更易滑移；800℃变形后锥面位错密度随着应变量增加稍有增加，而柱面（1010）和基面（0002）的变化很大。

TA15钛合金大型整框锻造成形数值模拟与实验研究

应用有限元软件DEFORM-3D对TA15钛合金大型整框零件锻造成型过程进行数值模拟分析,确定了合理的坯料形状尺寸,选择了合理的模锻工艺参数,形成了可行的整框模锻件的模锻工艺。对数值模拟结果进行了验证性生产试验。结果表明,采用模拟方法所确定的坯料所生产出的终锻件成形质量良好、工艺可行、模具设计合理,整框锻件产品性能稳定可靠。

粉末冶金TA15钛合金的高温塑性变形行为

利用Gleeble-1500热模拟机对粉末冶金TA15钛合金的高温变形行为进行研究，求得该材料的变形激活能，并建立本构方程。实验条件为温度850~1050℃、应变速率0.001~10 s？1、最大变形量60%。结果表明：粉末冶金 TA15钛合金的流变应力随变形温度升高和应变速率降低而减小。材料在β相区的变形激活能为245.57 kJ/mol，发生动态回复；在（α＋β）相区激活能为945.69 kJ/mol，远高于纯钛的扩散激活能，也高于相同成分的常规熔炼的TA15钛合金的变形激活能。热变形机制受动态再结晶行为影响。

TAs-15型FCC汽油脱砷剂的研究

极少量的砷化物可使加氢催化剂发生永久性中毒,为了保护加氢催化剂长期稳定运行,必须对催化裂化汽油中的砷化物进行脱除.对研制的TAs-15型FCC汽油脱砷剂进行原料适应性、1 600h以上稳定性试验以及工艺条件对脱砷剂性能影响评价.结果表明,TAs-15脱砷剂具有较好的原料适应性及较高的脱砷性能,在反应温度（10～50）℃、反应压力（0.5～2.0） MPa和空速（0.5～3.0）h-1条件下,出口汽油中砷含量≤10×10-9,完全可用于催化裂化汽油中砷化物的脱除.

TA15钛合金超高频氩弧焊工艺试验研究

针对TA15钛合金材料进行了超高频脉冲钨极氩弧焊接工艺试验。采用金相试验方法和力学性能试验对超高频焊接和常规焊接工艺下的显微组织和性能进行对比。结果表明,采用超高频氩弧焊的焊缝宽度明显比常规氩弧焊窄,晶粒尺寸减小30%以上;α相片层厚度要厚于常规焊,且分布更规律、更有序。超高频脉冲焊接接头抗拉强度与常规氩弧焊基本相当,塑性优于常规氩弧焊,其疲劳性能也高于常规焊。

热变形参数对TA15合金片层组织球化过程的影响

通过轧制试验和OM、TEM观察研究了不同热变形参数对TA15合金片层组织球化过程的影响。结果表明:魏氏组织中α片层与β相薄层之间的变形不一致,随变形增加,能量聚集达到α相的晶界迁移和β相在片层α相内镶嵌所需变形激活能,即发生片层球化。变形温度为920℃时,α片内的位错在高温下更易发生动态回复,不利于片层α相的球化;变形温度为880℃时,TA15合金的显微组织球化率明显升高。

TAS-15型脱砷剂用于催化汽油脱砷

对TAS-15型脱砷剂用于催化汽油脱砷的性能进行了研究。结果表明,TAS-15型脱砷剂能有效脱除催化汽油中的砷化物,具有较高的脱砷活性。在反应压力0.6 MPa、反应温度(20～50)℃和空速(1～3)h-1条件下,脱砷剂在1 600 h较长周期运行期间,出口汽油中砷含量≤5×10-9,可用于催化汽油中砷化物的脱除。

工艺制度对粉末TA15钛合金组织性能的影响

研究不同保温时间和制粉方法对热等静压TA15钛合金的微观组织、拉伸性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:粉末TA15钛合金组织由等轴α-Ti、层状α-Ti和少量β-Ti组成。热等静压保温时间为20min时粉末TA15钛合金已达到致密,随着保温时间延长到120min组织逐渐均匀长大。采用等离子旋转电极法的粉末TA15钛合金的拉伸性能优于惰性气体雾化粉末TA15钛合金。拉伸断裂模式为韧性断裂,断口微观形貌为韧窝。

不同等温锻TA15钛合金试验件的组织与力学性能研究

研究了不同等温锻工艺对TA15等温锻试验件组织和力学性能的影响规律。结果表明,先采用950℃等温锻造、空冷,然后再进行975℃等温锻、快冷工艺,试验件中初生α相含量约15%,且还有细小的β转变基体和薄片状α此种组织在不降低塑性下具有较高的室温和高温强度,横、纵向性能相差也较小,完全满足锻件要求,故选用该工艺作为等温锻工艺。

TA15钛合金电子束焊缝形貌及其组织研究

采用不同工艺参数对TA15钛合金进行电子束焊接,通过观察焊缝形貌、测量其形状参数研究了焊接接头形貌的变化规律,并分析了焊接接头组织。结果表明:增大电子束流时,熔深、半熔深熔宽、焊缝宽度都增大,焊缝横截面的形状从"钉形"转变为"钟罩形";增大焊接速度,对焊缝形状影响不大,熔深、半熔深熔宽及焊缝宽度均减小,深宽比先增大后减小;聚焦电流的增大对熔深作用较明显,半熔深熔宽及焊缝宽度变化不大;扫描幅值的增加使焊缝熔深减小,半熔深熔宽增大。靠近母材的热影响区组织与母材组织相近,主要由初生等轴状α相及转变β相组成,并出现针状(α+β);靠近熔合线的组织由α相和针状(α+β)相构成,并出现α'马氏体;熔合区组织由α'组成,熔合线周围柱状晶垂直于焊缝中心生长,并在焊缝中心形成单列或多列的等轴状晶。

TA15钛合金板材冷折弯成形的有限元模拟及实验研究

为了进一步研究TA15钛合金板材的冷折弯成形规律,使用有限元模拟成形软件PamStamp2G对其成形过程进行了模拟,分析了凸模行程、凹模跨度、凸模圆角对板材折弯后回弹的影响规律,并对TA15板材折弯的极限角度和回弹角度进行了研究。通过对比模拟结果与实验数据,发现两者趋势基本一致。这验证了PamStamp2G有限元模拟技术在TA15板材冷折弯成形过程中的有效性和可行性。

轧制工艺对TA15钛合金薄板组织及力学性能的影响

研究了不同轧制工艺对TA15钛合金薄板显微组织和力学性能的影响。结果表明,经均匀化处理在α＋β相区换向包覆叠轧轧制后可以获得晶粒尺寸均匀细小、力学性能均匀的TA15钛合金薄板。

TA15钛合金薄板叠轧工艺研究

目前,国内2 mm厚的TA15钛合金薄板的常规生产方式为冷轧,但TA15合金冷变形抗力大,冷轧生产工序多,且工艺复杂,对设备要求较高。本文在2800 mm热轧机组上直接叠轧出2 mm厚TA15成品板,在生产效率、材料利用率、组织性能等方面与冷轧生产工艺进行了对比分析。根据试验结果可知：热叠轧比冷轧缩短了工艺流程,减少了中间工序,生产周期要比冷轧缩短3天;热叠轧工艺的材料利用率要比冷轧工艺高出5%。