热变形参数对BTi-62421S合金微观组织及性能的影响

在Gleeble-3800热模拟实验机上对BTi-62421S合金铸态材料,在温度850～1 050℃、应变速率0.01～30 s^(-1)、变形程度70%条件下进行了等温恒应变速率压缩实验。通过金相分析,研究热变形参数(变形温度、应变速率)对BTi-62421S合金微观组织的影响。结果表明,变形温度和应变速率显著影响片层组织等轴化的程度,在β相变点以下,随着温度的升高,片层组织等轴化程度增大,组织更均匀。对变形后的试样做了硬度实验,结果表明合金的硬度开始随着温度的升高而升高,出现峰值后降低。

BTi-62421S合金高温变形流动应力模型

在Gleeble-3800型热加工模拟实验机上,对BTi-62421S合金在变形程度70%、变形温度850～1050℃、应变速率0.01～30 s^(-1)范围内进行高温压缩实验。通过真应力—真应变曲线,分析流动应力随变形热力参数的变化规律。结果表明:BTi-62421S合金高温变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小;随着应变的增大,合金的真应力—真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值,然后出现流变"软化"现象。以经典的双曲正弦形式模型为基础建立了BTi-62421S合金高温变形的本构方程,同时通过对数据回归处理计算了合金高温变形的应力指数n、应变激活能Q。

BTi-62421s合金板钨极氩弧焊接头组织性能研究

研究了焊前热处理、焊接工艺及焊后热处理对BTi-62421s板材钨极氩弧焊接头组织性能的影响。结果表明:BTi-62421s合金板材钨极氩弧焊较佳焊接工艺为:焊接电流110 A,焊接速度5 mm/s,主喷嘴氩气流量20 L/min,拖罩氩气流量12 L/min,单面焊接,此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头抗拉强度σb为1 033 MPa,为母材的96.5%,延伸率δ为5.5%,为母材的38.5%;焊缝组织为针状马氏体,热影响区组织为初生α组织、β转变组织和针状马氏体组织;合金焊前双重退火和去应力退火对焊缝组织组成影响有限,但双重退火有助于焊接接头塑性的提高;焊后热处理促进合金接头α'→α+β相转变,有利于焊接接头塑性的提高,较佳焊后热处理工艺为700℃/2 h,空冷,此工艺下双重退火态BTi-62421s合金焊接接头延伸率δ为7.1%,为母材延伸率的49.5%。

BTi-62421s钛合金板TIG焊温度及残余应力数值模拟

以热弹塑性理论为基础、有限元分析为手段,分析了2 mm厚新型高温钛合金BTi-62421s板材在合理的钨极氩弧焊工艺焊接过程中温度及残余应力分布规律。结果表明:随着焊接电流的增大,焊缝及热影响区温度梯度、焊缝及热影响区的宽度增大,靠近焊缝的近热影响区温度范围在合金相变点以上,焊后快冷易形成马氏体组织;施焊面焊缝区横向和纵向残余应力为拉应力,热影响区为压应力,施焊背面焊缝区横向和纵向残余应力为压应力,热影响区为拉应力,焊接残余应力随焊接电流的增大而增大,纵向残余应力始终小于横向残余应力。

BTi-62421S高温钛合金超塑成形与焊接工艺研究

设计了新型高温钛合金BTi-62421S舵面模拟件超塑成形模具,结合超塑成形与几种典型焊接技术,研究了激光焊、滚焊等焊接方法对超塑成形的影响,最终研制出钛合金舵面模拟件超塑成形零件。结果表明采用激光焊与滚焊工艺都能很好地保证两层钛合金板气密性要求,激光焊接工艺效率更高、表面质量更好,选择适当的激光焊接工艺参数可获得焊接质量良好的超塑成形件的焊缝。

高温钛合金BTI-62421S激光焊接及超塑应用工艺研究

采用激光焊工艺能很好地保证钛合金超塑成形时的气密性要求,表明超塑成形结合焊接技术能够一次成形出多层中空结构零件,在型号产品上应用具有很大应用前景。

BTi-62421S高温钛合金超塑性能及应用

对BTi-62421S高温钛合金进行了高温超塑性拉伸实验,通过研究超塑条件下的力学性能、金相组织及拉伸断口形貌,确定了该合金高温拉伸条件下的断裂机制及超塑成形最佳变形工艺参数,在此基础上进行了BTi-62421S钛合金框架零件的超塑性成形实验。结果表明:BTi-62421S钛合金在920℃,应变速率10-3/s时具有最佳超塑性能,伸长率达到448.5%;该合金拉伸断裂机制以韧性断裂为主,但在不同变形参数下伴随着不同程度的脆性断裂;在超塑条件下可以成形出满足使用要求的航天用钛合金框架零件。

新型高温钛合金BTi-62421s的铸造性能及力学性能

研究了新型高温钛合金BTi-62421s的铸造性能及力学性能。结果表明:BTi-62421s合金流动性和充填性比ZTA2、ZTC4差,但优于Ti-55;凝固收缩特点与ZTC4相近,两者收缩率相当,均有集中缩孔倾向,收缩率小于Ti-55;抗裂性优于Ti-55,比ZTC4差;铸造组织为近α态,高温力学性能优异。

新型高温钛合金BTi-62421S薄板组织与性能

本文研究了BTi-62421S钛合金的薄板的室温、高温力学性能。结果表明:BTi-62421S钛合金板材拥有优异的室温塑性的同时,在550～650℃具有良好的高温性能,薄板的650℃高温横向抗拉强度在670～685MPa之间,可满足航天工业对工作温度为650℃时使用的新材料的需求。

Microstructure and tensile properties of Ti-62421S alloy plate with different annealing treatments

Ti-62421S （Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Nb-lMo-0.2Si） is a novel short-time using high-temperature titanium alloy. The effects of annealing on microstructure and tensile properties of Ti-62421S alloy plate were studied through optical microscopy （OM）, electron probe microanalysis （EPMA）, transmission electron microscopy （TEM）, and tensile tests. The results show that, with annealing tem- perature increasing, the volume fraction of primary α（αp）- phase decreases while that of transformed β（βt）-structure and secondary α （αs）-phase increases. The room-temperature strength and plasticity are insensitive to annealing temperature. However, with annealing temperature increasing, the tensile strength decreases at 550℃, while increases at 600 and 650℃ instead. It is suggested that, at 550℃, the strengthening mechanism is mainly boundary strengthening and the biggest contributor is ap-phase by providing αp/β-boundary area. Above 600 ℃, the strengthening mechanism is grain strengthening, where αs-phase strengthens the β-phase.