退火温度对EB炉熔炼扁锭轧制TA2板材组织与力学性能的影响

对EB炉熔炼扁锭轧制TA2板材进行退火处理,使用金相显微镜、力学性能和冲击性能试验,对板材在不同退火温度下的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:随着退火温度升高,金相组织中轧制变形的条状α晶粒逐渐减小并消失且有少量细小再结晶晶粒出现。当温度为800℃时,晶粒明显等轴化,板材中部再结晶晶粒较模糊,其纵向晶粒较横向晶粒更加细小均匀;温度为850~900℃时,组织中的小晶粒开始长大,并有残余β相出现。板材力学强度随着退火温度的升高呈现出先降低再升高的趋势,塑性呈现出与强度相反趋势。在900℃退火后强度值最大,抗拉强度为570 MPa,屈服强度为460 MPa,而塑性值在800℃完全再结晶时最大,其伸长率为28%。冲击韧性随着退火温度的升高呈现先升高再降低的趋势,在800℃时冲击韧性达到最大值203 J/cm^(2)。

激光-感应加热技术焊接TA2/304不锈钢和TA2/T2复合板研究

针对TA2/304不锈钢(SS)和TA2/T2复合板在焊接过程中过渡层易生成脆性的Ti-Fe、Ti-Cu金属间化合物而降低焊接接头的性能的问题,使用激光-感应加热焊接技术连接复合板。对基层金属TA2使用激光对接焊,使用感应加热设备熔化BCuP-2焊丝填充坡口并连接复层金属304 SS和T2。由于TA2与BCuP-2焊丝之间的熔点差异较大,在感应加热熔化焊丝过程中不会熔化基层金属TA2母材及其焊缝,只在与基层焊缝处发生少量的元素扩散并形成一个很窄的过渡层。在过渡层未形成脆性的Ti-Fe和Ti-Cu金属间化合物。通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了焊接接头的微观结构和组成成分。过渡层主要由Cu、Cu3P和α-Ti组成。沿垂直于焊缝方向取试件进行拉伸试验,接头的抗拉强度为600 MPa。

轧制后退火对TA2钛板成形性能的影响

对TA2纯钛进行了轧制和退火处理,然后进行了杯突试验,获得了不同的杯突值。采用金相显微镜、扫描电镜对组织进行了观察。通过维氏硬度测试仪对硬度进行了测量。结果表明,TA2钛板退火处理后发生了回复再结晶,获得了较为均匀的多边形等轴状α晶粒组织,造成了TA2杯突值增大,维氏硬度降低。经过退火处理后的TA2试样杯突值达9.60 mm的最高值,成形性能显著提高。

激光冲击成形TA2钛合金板的变形与残余应力

利用脉冲能量为10-50J、脉宽为22ns的高功率Na：Glass激光器，对TA2钛合金板进行单次激光冲击成形实验研究，探讨了工件支撑座内径、90°顶角凸模的顶部圆弧半径等条件对钛合金板成形的影响。研究表明，当板材底部无约束支撑时，板材的最大变形量随支撑座口径的增大而减小，且板材凹凸面的表面残余应力都是压应力；当采用凸模冲击成形时，板材的最大变形量随凸模圆弧半径的增大而减小，但表面残余应力变化趋势不明确，有时为压应力，有时为拉应力。

钛合金板料激光冲击变形的数值模拟和实验

实验研究了激光能量和不同的冲击路径、冲击次数对TA2钛合金板料变形的影响,并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。结果表明:随着激光能量的增加,板料的变形量增大;板料几何尺寸和厚度越大,板料越难变形;冲击次序不同,板的变形量也不同,板的变形以沿板的长度方向且对称冲击为最大。通过数值模拟可优化激光冲击的相关参数,预测板料变形。

工业纯钛TA2冷轧板再结晶过程的研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机对工业纯钛TA2冷轧板进行退火实验,结合硬度法与金相法测定了TA2的再结晶温度,根据Arrhenius公式计算了TA2的再结晶激活能,并对冷轧退火板进行力学性能测试。结果表明保温时间为9 min时,TA2的再结晶温度在520～600℃之间,恒温700℃时,再结晶时间为1.84 min;再结晶激活能Q为5.6578×104 kJ.mol-1;当再结晶退火温度在680～700℃,保温时间在30min左右,钛板可以保持良好的力学性能。

超声振动效应对TA2钛合金板材力学及胀形性能的影响

针对钛合金板材塑性变形能力差的问题,进行了超声振动辅助成形工艺的研究,分析超声振动对钛合金TA2板材力学性能及与接触面之间摩擦系数的影响。在此基础上进行了不同宽长比坯料的超声振动辅助胀形实验,分析超声振动对TA2板材胀形力、极限胀形高度的影响。同时,基于网格应变原理,通过不同宽长比坯料极限应变的测量,建立TA2板材的成形极限图。结果表明,选择合适的超声振动辅助成形工艺参数,不仅可以提高TA2板材变形能力,还可以减小摩擦对板材成形性能的影响,从而有效提高了TA2板材的成形极限。

TA2纯钛板的成形极限

为了探究TA2纯钛板的成形极限,通过电化学腐蚀方法印制网格,在室温下使用BCS-50AR板材试验机分别对厚度为0.5和0.8 mm的TA2纯钛板进行了Nakizima胀形试验。通过网格分析系统采集网格的畸变,获得材料的主、次应变,并绘制了TA2纯钛板在室温下的成形极限图。根据单位体积塑性功相等的原理改进了Hill48屈服准则,并求出了TA2纯钛板对应的各向异性系数。将M-K失稳准则和改进的Hill48屈服准则相结合,对TA2纯钛板的成形极限进行了理论预测,理论预测结果与试验结果基本吻合,但整体略低于试验结果。所做研究对于今后板料成形极限的研究提供了重要的研究方法,并且对实际生产具有着重要的工程应用价值。