基于时效校形的TB5合金蠕变本构模型建立

对TB5钛合金进行在室温下V形弯曲回弹试验表明,该合金冷成形时回弹量很大。基于该合金成形后需要进行时效热处理,可采用时效校形方法提高成形精度。为描述TB5钛合金在时效校形过程中的变形行为,进行了不同应力条件下的蠕变试验,结果表明,时间硬化蠕变本构模型能较好地描述TB5钛合金在蠕变试验条件范围内的蠕变变形行为。采用非线性最小二乘法对试验数据进行拟合,得到了该时效温度下的蠕变本构方程中的材料参数。

TB5合金的多重固溶时效工艺

采用扫描电镜、金相显微镜观察TB5(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)合金板材经多重固溶时效热处理后的显微组织,并研究其室温力学性能。结果表明,随着循环热处理次数的增多,晶界无析出物区减小,部分β相发生转变,在晶界和晶内均析出初生α相和少量的次生α相(α');合金材料的强度、伸长率和断面收缩率均先升高至峰值后开始下降,在二重固溶时效热处理时达到最大值。固溶后在低温下长时间时效,可使次生α相弥散析出,然后再在高温下短时保温,使次生α相聚集长大,获得均匀析出的α相,可以显著改善合金材料的塑韧性。

TB5钛合金脉冲阳极氧化膜电偶腐蚀性能研究

通过脉冲阳极氧化技术在TB5钛合金表面制备一种抗电偶腐蚀的氧化膜,采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪分析了钛合金阳极氧化膜的组织形貌和晶体结构,测量了TB5钛合金与钢及铝合金间的电偶腐蚀性能,并采用电化学的方法探讨了钛合金阳极氧化膜的抗电偶腐蚀的机理。结果表明,该氧化膜为厚度约为2~3μm的多孔结构膜,由锐钛型Ti O2晶体和无定型的Ti O2混合组成;电化学分析显示,钛合金阳极氧化后反应电阻增大导致电偶腐蚀电流密度降低;因此,对钛合金进行脉冲阳极氧化处理可以有效降低钛合金电偶触腐蚀敏感性。

TB5钛合金凸弯边橡皮成形中侧压块优化设计

TB5钛合金凸弯边橡皮成形时易失稳起皱.将起皱缺陷量化作为优化目标,以凸弯边起皱为缺陷考察指标和侧压块优化的目标函数,基于有限元模拟和试验设计,对不同几何参数下的侧压块橡皮成形进行了有限元模拟,分析了几何参数对起皱指标的影响程度,应用响应面法建立侧压块几何参数和起皱评价指标间的函数关系,并用拟牛顿法进行优化.建立了优化参数和成形指标间的近似函数关系及侧压块优化设计模型.通过试验验证该优化方法的有效性和正确性.

锻造工艺对TB5钛合金塑性的影响

针对TB5合金板坯锻造后组织粗大塑性较差,容易脆裂的情况进行了分析,确定了影响板坯塑性的主要因素为加热工艺、锻造温度和变形程度,并提出了相应的改进措施,在后续的TB5合金板坯锻造中使其塑性得到较大提高。

TB5钛合金凸弯边橡皮成形简化模型及成形极限研究

基于凸弯边橡皮成形模拟分析和试验验证,分析了橡皮的不同简化模型对凸弯边橡皮成形起皱模拟精度的影响。在用ABAQUS模拟凸弯边橡皮成形时,橡皮简化为厚向4 mm的体单元网格,并用增强的沙漏控制模型,可兼顾计算精度和计算效率。基于工艺参数对凸弯边橡皮成形起皱规律的影响规律,确定了影响凸弯边橡皮成形的橡皮硬度和压力的最佳工艺参数。基于有限元模拟和试验设计,获取不同几何结构的凸弯边橡皮成形极限弯边高度。通过数学分析方法,建立了TB5钛合金凸弯边橡皮成形极限预测模型,并用试验验证其预测的准确性。

模拟参数对橡皮成形TB5钛合金凸弯边起皱模拟的影响

目的针对高强钛合金成形时遇到的起皱问题,引入有限元模拟技术。方法利用MATLAB对模拟结果的峰高进行量化。以橡皮成形TB5钛合金的凸弯边为考察对象,对板料初始网格、加载时间、加载方式及与橡皮接触的摩擦等模拟参数建立正交设计表L9(3~4),应用ABAQUS/Explicit模拟起皱,全面研究模拟参数对皱纹的影响。结果研究全面评估了模拟参数对起皱模拟结果的影响,板料网格是影响起皱的最重要因素。结论试验证明了TB5钛合金拥有良好的冷成形性能,但在成形过程中有起皱问题。

眼镜框架用TB5钛合金丝材的辊模拉拔

论述了辊模拉拔的优势及其在钛丝材生产中的应用。结合生产实际需要,将辊模拉拔用于TB5钛合金丝材眼镜框架的加工,成功试制出?3.0 mm的TB5钛合金丝材。其表面光亮,力学性能较好,质量优于固定模拉拔。其满足眼镜框架丝材的要求。

固溶时效处理对TB5钛合金组织和电化学腐蚀行为的影响

针对海洋石油钻探和管线用TB5钛合金的耐电化学腐蚀性能优化,研究了常规固溶和时效热处理对其电化学腐蚀行为的影响。试验结果显示,随着固溶温度的提高,TB5钛合金的晶粒尺寸逐渐变大,950℃固溶处理比800℃固溶处理后的尺寸增大了125μm,固溶温度越低晶粒尺寸越小其耐腐蚀性能越好;时效后合金的耐腐蚀性能显著提升,随着时效温度的升高,次生α相的含量呈现先上升后下降的趋势,合金耐腐蚀性能与次生α相含量成正比。研究表明,耐电化学腐蚀性能最优的热处理工艺是800℃固溶+500℃时效,腐蚀速率为1.44×10^(-3)mm/a。

热处理工艺对TB5钛合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TB5钛合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,该合金在720℃以上固溶处理已经开始再结晶,在720~840℃之间处理的样品强度和延伸率变化不大;在780℃固溶处理3 min,再结晶已经开始,保温时间≥20 min时晶粒变得相当粗大;合适的固溶处理制度为780℃,10min;在固溶处理制度相同时,随时效温度的升高,材料内部析出次生相,材料的强度先上升后下降;时效温度一定时,时效时间越长,材料的强度越高。在500℃,8 h时效处理后,样品的Rm值最高可达到1,180 MPa。