Zr基非晶夹层对Al/TA1异种金属电子束焊接头组织和性能的影响

影响钛/铝异种金属电子束焊(Electron beam welding, EBW)接头强度的主要因素是界面处连续分布的脆性Ti-Al金属间化合物(Intermetallic compounds, IMCs)的种类、分布和厚度。本工作针对TA1钛合金和工业高纯Al的EBW,采用厚度为40~45μm的Zr_(52)Cu_(32)Ni_(6)Al_(10)非晶条带作为预置夹层,分析夹层材料的添加对接头组织和性能的影响。结果表明:异种金属直接焊接时,焊缝组织全部由Ti-Al IMCs组成,厚度为1~1.5 mm,焊接接头的抗拉强度仅为40.5 MPa,呈脆性断裂特征。添加非晶夹层后,在靠近TA1一侧形成一层厚度为3~5μm的连续IMCs层,而靠近Al侧未产生连续反应层,只在熔化区内存在弥散分布的细小IMCs,焊接接头抗拉强度为90.9 MPa,达到Al母材强度的94%左右,拉伸断裂位置位于焊缝附近近Al侧,断口处有明显颈缩现象,呈韧性断裂特征。

Ta、Zr元素对β型钛合金Ti-36Nb-xTa-yZr-0.3O阻尼性能的影响

通过金相分析、动态热机械分析(DMA)等方法,研究了Ta、Zr元素的含量对β型钛合金Ti-36Nb-xTa-yZr-0.3O显微组织及阻尼性能的影响。结果表明,添加Ta、Zr对合金晶粒尺寸基本无影响;添加Ta使合金的偶极子形状因子增大,阻尼值升高,但弛豫激活能与自发有序温度变化不大,使合金峰温与峰宽无明显改变;添加Zr对合金的偶极子形状因子影响较小,阻尼值基本不变,但弛豫激活能与自发有序温度有所增加,合金的峰温和峰宽升高。

具有优良弯曲延性的βTi-Nb-Ta-Zr合金的熔融提取纺丝的构造和力学性能

近年，日本大阪大学等单位的研究人员采用电弧熔融提取急冷连续纺丝设备成功制备了Ti—Zr生物合金用丝材。现在，他们又采用同样的方法制备了具有bcc结构的β型钛合金（TNTZ）丝材，研究了它的构造和力学性能。

β钛合金特性及其在骨科领域的应用现状和研究进展

目前常用于骨科的生物医学金属材料主要有不锈钢、钴铬合金、形状记忆合金、钛合金、贵金属材料等,其中钛合金凭借比重小、比强度高,具有较低的弹性模量、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性等特性[1],迅速在骨科领域得到了广泛而深入的发展和应用,成为人工关节(髋、膝、踝、肩、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(螺钉、钢板、髓内钉等)、脊柱内固定系统等骨科用内植入产品的理想材料[2-5].生物医用钛合金按显微组织类型可以细分为α型钛合金(如纯钛系列)、β型钛合金(如Ti-12Mo-6Zr-2Fe等)和α+β型钛合金(如Ti-6Al-4V等)三大类.与α型钛合金、α+β型钛合金相比,β型钛合金不含V和Al两种有毒元素,具有更低的弹性模量、更高的强度以及更好的生物相容性,不易产生“应力屏蔽”现象,因而具有更优异的综合性能,更适于作为植入物植入人体,成为了近年钛合金材料研究的热点.

微量Ta和Zr对Fe-Cr-Al系不锈钢高温组织稳定性的影响

用团簇成分式方法对Fe-Cr-Al-Mo-Nb合金进行成分解析,并在此基础上确定了Fe-Cr-Al三元基础成分式Fe_(75)Al_(9.375)Cr_(15.625)(at.%),进而添加Mo、Nb、Ta和Zr元素替代部分Cr元素。采用真空电弧熔炼制备设计的母合金锭,然后进行1200℃/2 h固溶处理,进而在800℃进行多道次热轧成板,再进行800℃/24 h时效处理,最后在不同温度进行高温固溶处理,研究了微量元素添加对合金高温组织稳定性的影响。结果表明,对于800℃/24 h时效的Mo/Nb/Ta/Zr合金化样品,第二相(Laves相)粒子均弥散分布于铁素体基体中。1000℃/1 h再固溶处理,使系列合金中的第二相粒子发生回溶,至1200℃/1 h固溶后只含有Mo/Nb的合金中的第二相粒子已全部溶入到基体中,而在Ta和Zr微合金化的样品中仍有第二相粒子存在于基体的晶界处,有效抑制了基体晶粒在高温下异常长大,从而提高基体的组织稳定性和合金在高温下的力学性能。

锻造温度及Zr元素含量对TA15棒材高温力学性能的影响

研究了α+β两相区锻造温度及热处理温度对TA15钛合金大规格棒材高温力学性能的影响,以及Zr元素含量对TA15钛合金高温力学性能的影响。研究表明,两相区锻造温度较低时,棒材的初生α相含量比例较高,且棒材存在更明显的加工硬化效应,普通退火处理后棒材中的加工硬化效应仍存在,导致棒材具有较高的高温拉伸强度。棒材的加工硬化效应在后续两相区固溶热处理过程中逐步消失,此时Zr元素含量的差异导致棒材的高温力学性能不同,较高的Zr含量能够提高TA15合金的高温拉伸强度和持久及蠕变性能。