旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为

采用冷等静压、高温烧结和直接高温旋锻的方法制备Mo-Ti-Zr合金棒材,研究不同退火温度对合金力学性能与显微组织的影响以及对断面收缩率为30%的旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为。结果表明:当退火温度低于1000℃时,随着退火温度的升高,Mo-Ti-Zr合金硬度未急剧下降,抗拉强度和伸长率逐渐提高;经900℃退火后,合金抗拉强度达到669MPa,伸长率达到3.1%,获得良好的综合力学性能;当退火温度在800～1000℃范围内时,Mo-Ti-Zr合金晶粒发生再结晶细化;旋锻态Mo-Ti-Zr合金的断口主要为穿晶解理断裂,随着退火温度的提高,出现较多细晶粒的穿晶断裂和沿晶断裂。

热处理工艺对大规格TC17钛合金棒材组织与力学性能的影响

研究了固溶温度、冷却方式、保温时间及取样方向对两相区锻造的大规格TC17钛合金棒材显微组织和力学性能的影响,并根据实验结果选择最佳热处理制度。结果表明:TC17钛合金棒材的最佳热处理工艺为800℃/2h/WQ+630℃/8h/AC;固溶温度在两相区时,随着固溶温度的升高,合金强度升高,塑性降低;固溶空冷+时效的合金较相同温度固溶水冷+时效的合金强度高、塑性低;在相同温度固溶水冷条件下,缩短固溶保温时间,可改善合金的塑性;锻造后的TC17钛合金大规格棒材存在各向异性。

TC18钛合金大规格棒材热变形行为研究进展

近年来,随着自由锻造装备大型化的不断发展,航空航天关键结构件用锻件的大型化需求急剧增长,大规格棒材的制备成为了科研及工业化生产的重点工作。TC18钛合金作为一类高合金化、热变形参数敏感型高强高韧钛合金,已逐步成为航空航天关键装备的核心结构材料,因此,其棒材的大型化成为了近年来研究及生产的重点方向。本文梳理了近年来TC18钛合金大规格棒材(Φ300~Φ500 mm)生产技术概况,综述了TC18钛合金热变形数值模拟的相关研究,分析铸锭熔炼、锻造成型及热处理工艺的现状,总结大规格棒材现存问题及解决方法。最后,展望原材料制备过程今后一段时间的研究重点,结合使用单位对TC18钛合金棒材的使用需求,力争在未来打通原材料和成品锻件的全流程制造工艺,实现工艺个性化设计、组织性能定量调控。

航空用超大规格TC18钛合金棒材的制备及组织性能研究

经3次真空自耗电弧熔炼得到规格为φ720 mm的TC18钛合金铸锭,再经80 MN快锻机开坯锻造和多道次镦拔锻造,成功制备了航空用φ500 mm超大规格棒材,并对其组织均匀性及力学性能稳定性进行了评价分析。结果表明:TC18钛合金铸锭头、中、尾不同部位的主元素极差在0.1%以内,成分均匀性良好;TC18钛合金棒材不同部位的低倍组织均匀模糊,高倍组织呈现出典型的双态组织,且组织均匀一致性良好;棒材不同部位的力学性能差异较小,具有良好的性能稳定性。

轧制变形量及固溶热处理对TB3钛合金棒材粗大晶组织的影响

对原始锻造组织为粗大晶组织的TB3钛合金棒材进行了热处理实验,研究了经不同变形量轧制及固溶热处理后该钛合金棒材的组织演变规律,并提出了有效改善钛合金棒材组织均匀性的方法。结果表明,TB3钛合金棒材在轧制过程中,纵向粗大晶组织呈条带状分布;变形量越大,粗大晶组织在纵向上更加细长。锻造后,当产生的粗大晶晶粒尺寸小于200μm且轧制变形量达到95%时,固溶热处理后可以消除粗大晶现象。

TC10钛合金棒材裂纹分析

裂纹是钛合金在生产加工时的常见缺陷。针对生产中TC10钛合金棒材的裂纹缺陷,通过OM、SEM、EBSD以及维氏硬度测试,研究裂纹缺陷的形貌、组织、性能,分析裂纹产生原因。结果表明,裂纹区域的低倍组织中无明显冶金缺陷产生,晶粒主要呈模糊以及半模糊晶,且无分层组织以及细晶亮带存在;高倍组织与正常区域相同,初生α相与正常区域内初生α相数量基本相同,裂纹两侧基体的金相组织正常。裂纹区域V和Cu元素成分偏低,O元素成分略高,密排六方相和体心立方相含量分别为48.33%和0.50%,低于正常区域的。裂纹区域平均硬度为374 HV,较正常区域的硬度低约30 HV。经分析得出,此裂纹为淬火裂纹。

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。

GB/T 5155-2022《镁及镁合金热挤压棒材》述评

本文对GB/T 5155-2022《镁及镁合金热挤压棒材》的发展历程、编制原则、修订内容、先进水平、创新点等进行了重点介绍,并对镁及镁合金的发展进行了叙述。

Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法

申请号:CN202211052421.X申请日:2022-08-29公开(公告)日:2023-12-19公开(公告)号:CN115740306B申请(专利权)人:西部超导材料科技股份有限公司摘要:本发明公开的Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法包括高温锻造、低温锻造+高温锻造、低温拔长及成形锻造。本发明摒弃了传统的棒材自由锻多火次镦拔的工艺方案,采用高低高工艺,充分利用再结晶与温度和时间的关系,通过高低两个温度段的坯料拔长锻造,采用拔长弹簧砧和成形弹簧砧拔长成形工艺,有效实现Ti6Al4V钛合金棒材组织的细化均匀以及锻造过程中的一致性,且能够大幅提高生产效率及成品率。

淬火方式对7050铝合金挤压棒材组织和性能的影响研究

以ϕ75 mm7050铝合金棒材为研究对象,分别采用离线和在线方式对试样进行淬火处理,然后进行时效处理。采用OM、SEM、EDS、TEM和电子拉伸试验机分析测试了在线及离线淬火试样的组织和拉伸性能,并对结果进行了比较;对离线及在线淬火试样进行应力腐蚀试验及剥落腐蚀试验,比较了两种淬火方式下试样的耐腐蚀性能。结果表明:在线淬火试样基体中的第二相数量远多于离线淬火试样。离线淬火试样晶内析出相以杆状η′相为主,还存在部分η相。在线淬火试样晶内可见大量纠缠聚集的GP区,存在部分η′相和少量η相。在线淬火试样由于固溶温度低、淬火冷速不足,降低了过饱和固溶体的溶质浓度,进而减少了时效沉淀强化相的数量,导致在线淬火试样的强度降低。在线与离线淬火试样的电导率、应力腐蚀性能和剥落腐蚀性能均符合相关标准要求。双级时效能有效改善铝合金抗应力腐蚀性能及耐剥落腐蚀性能,抗腐蚀性能较峰值时效也具有一定优势。

均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响

采用SEM、拉伸测试、硬度分析、电导率测量等仪器和方法研究了均匀化退火工艺对中高强Al-1.1Mg-1.2Si-0.7Mn合金挤压棒材组织性能的影响。结果表明:试验合金低熔点共晶开始熔化温度为587℃。单级均匀化退火条件下,随均匀化退火温度的升高,铸锭及挤压制品中Mg_(2)Si逐渐减少,挤压棒材表面粗糙度逐渐降低,但粗晶环厚度显著增加(超过525℃后显著增加)。此外,为研究低温均匀化退火对含Mn相析出程度的影响,还开展了低温(430℃3 h)+高温(550℃8 h)和高温(550℃8 h)+低温(430℃3 h)的双级均匀化退火试验,双级均匀化对控制含Mn相析出、抑制粗晶作用不明显。不同工艺均匀化退火的铸锭对挤压棒材T6态性能影响不大。

固溶时效温度对TB6钛合金棒材组织及力学性能的影响

内容导读经高温锻造+低温锻造+高温锻造工艺锻造生产的TB6钛合金棒材,采用不同的固溶时效温度对合金棒材进行热处理实验,研究了不同固溶时效温度对棒材显微组织、室温拉伸性能及断裂韧性(K_(1C))的影响。结果表明:时效温度一定时,随着固溶温度的升高,合金棒材显微组织中的αp相含量降低,αs相含量增加;棒材的强度升高,塑性降低,断裂韧性(K_(1C))降低。固溶温度一定时,随时效温度的升高,合金棒材显微组织中的αp相含量相差不大,αs相尺寸增大;棒材的强度降低,塑性升高,断裂韧性(K_(1C))升高。时效处理后亚稳β相析出细小弥散的αs相可以明显提高TB6合金棒材的强度,这种强化效果会随着αs相含量的减少及尺寸的增加而减弱;但粗化的αs相可以改善合金棒材的断裂韧性(K_(1C))和塑性。

Ti60钛合金大棒材的显微组织及力学性能

研究2种不同工艺制备的Ti60高温钛合金d300 mm棒材的显微组织及力学性能。结果表明:Ti60合金大棒材的显微组织靠近外表面的区域变形比较充分,显微组织均匀性较好,靠近心部区域α相的等轴化程度低,显微组织均匀性相对表面区域较差,这种差别会遗传到两相区的热处理态显微组织中;不同变形程度的大棒材显微组织尤其是α相的形貌略有差异,但除600℃轴向拉伸性能外,室温拉伸、蠕变性能差别很小,这主要是由于初生α相体积分数较低的缘故。

GH4169合金细晶棒材的连轧工艺及其组织与性能

介绍了最新引进的我国第一套高合金钢连轧生产线及其所生产的GH4169合金φ20-φ55mm热轧细晶棒材的组织与性能。与传统的横列式轧机轧制的同规格棒材相比,该连轧工艺更易于获得晶粒均匀、适量δ相合理分布的细晶棒材;在所研究的规格范围内,晶粒度可稳定控制在10级左右,且工艺更稳定可控。因而,其轧棒具有更优良稳定的综合性能。同时产品尺寸精度和成材率均有较大幅度的提高。

Mo-Ti-Zr棒材加工方法的分析

将粉末预制的Mo-Ti-Zr合金坯条,经二次真空电弧熔炼、挤压和锻造加工成棒材。分析了表面缺陷产生的原因及变形量对拉伸性能和组织的影响,并对加工方法提出了改进措施。结果表明,铸锭挤压加工可破碎组织,再结合锻造,可生产组织均匀、性能优良、表面好的棒材。

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。

Ti-1023钛合金棒材组织和性能的研究

制备了Ti-1023合金不同规格的棒材,对比分析了其低倍、高倍组织和室温拉伸力学性能。结果表明:准100mm和准350 mm棒材低倍组织呈模糊晶,而准150 mm棒材呈半模糊晶且组织均匀性较差;前两者的横截面高倍显微组织的初生α相为细小的球形,准150 mm棒材横截面的边缘区域α相等轴化良好,靠近中心区域的短棒状α相越多,说明准150 mm棒材锻压力不足和锻造道次变形量过小而导致坯料的锻透性较差。不同规格棒材及棒材不同位置的室温拉伸力学性能测试结果表明:随着显微组织的等轴初生α相增多和尺寸减小,室温强度提高;随着棒材的规格增大其强度略有降低。

N36锆合金棒材性能研究

介绍了热轧和热轧/热旋锻两种锆合金棒材制备工艺过程及其特点,对两种工艺制备的N36锆合金棒材做了力学性能、腐蚀性能、微观结构和织构等性能的分析。结果表明,热轧工艺棒材的综合性能优于热轧/热旋锻工艺棒材,结合工艺过程的易操作性,可确认热轧工艺是较优的N36锆合金棒材制备工艺。

固溶处理对6082铝合金棒材粗晶环和力学性能的影响

采用正交试验方法研究了固溶处理对6082铝合金棒材粗晶环深度和性能的影响。结果表明,固溶温度对粗晶环深度、抗拉强度和硬度的影响远大于保温时间和升温速率;粗晶环深度随着固溶温度的升高逐渐变深,棒材心部抗拉强度和硬度逐渐变大;挤压过程中铝合金组织的不均匀变形是制品在固溶处理过程产生粗大晶粒的主要原因,不均匀变形会导致基体晶粒晶界的界面能增加,晶核快速长大而形成粗晶环。通过对固溶工艺的优化可以将粗晶环深度控制在〈3.5 mm,抗拉强度〉395 MPa,棒材经碱洗之后直径减小量约为0.10~0.16 mm。

挤压工艺参数对喷射沉积AlFe VSi合金棒材组织性能的影响

采用雾化粉末 -冷等静压工艺和喷射沉积工艺制备快凝AlFeVSi合金坯料 ,通过透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等手段研究挤压温度、挤压变形系数以及加热时间等工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金组织性能的影响。选择合适的工艺参数 ,挤压制备了喷射沉积AlFeVSi合金棒材 ,并以快凝雾化粉末AlFe VSi合金挤压棒材为参考对象 ,对比分析了喷射沉积AlFeVSi合金棒材室温、高温拉伸力学性能。结果表明 ,挤压温度不宜高于 5 0 0℃ ,否则棒材强度和塑性则会因有粗大块状θ Al1 3Fe4 相出现而急剧下降。喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材的抗拉强度和伸长率均随挤压变形系数增大而单调提高 ,当挤压比λ大于 16后 ,抗拉强度和伸长率趋于稳定。选择合适的工艺参数 (挤压温度 4 80℃ ,加热时间 3h ,挤压比 2 5 ) ,可以制备室温、高温力学性能良好的喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材。