Ti-17合金高温变形中的不连续屈服与流变软化研究

本文以原始组织为片状的Ti-17合金为例,研究了不连续屈服和流变软化的机理。结果表明:具有片状组织的Ti-17合金在变形温度超过820℃,应变速率为10 s-1时,出现不连续屈服现象,并随着变形温度和应变速率的增大而更加明显,该现象无法用传统的静态理论(位错钉扎-脱钉)进行合理解释,它符合动态理论,即不连续屈服与晶界突然增殖大量可动位错有关。应变速率较高时,具有明显的流变软化特征,其主要是由温升效应和片状组织球化或片层弯折引起的。

形变、相变交互作用对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能影响规律研究

主要研究了形变和相变交互作用对等温锻件显微组织和力学性能的影响规律。结果发现形变和相变交互作用对Ti-17合金等温锻件的显微组织、力学性能有重大影响,经1次在β相区等温形变与相变交互作用,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,在两相区等温锻造后,得到有较厚α片层的网篮状组织,各项力学性能指标均较差;经β相区和α+β两相区2次以上形变和相变交互作用并在β相区等温锻造后,得到的网篮组织中的条状α细小均匀,交互作用次数愈多,α条愈细小、扭曲;如果交互作用次数少,在两相区等温锻造后只能得到具有较厚α片层的网篮组织,交互作用次数多,则得到的是细小均匀的球状α组织,但各项力学性能指标均满足要求。

热变形参数对Ti-17合金的片状α球化过程的影响

通过等温热压缩试验和金相分析研究了热变形参数对Ti-17(Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr)合金片状α球化过程的影响。结果表明:合金组织由网篮组织转化为等轴α组织的球化过程引起了高温流变应力的软化;等轴化的程度随变形程度、应变速率的增加而增大,随变形温度的提高而减小;变形程度是片状球化的主要因素;在相同温度下,提高应变速率能够加快片状组织完全球化的速度。

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.

Ti-17钛合金扩散连接界面特征及接头剪切强度(英文)

研究不同连接时间下Ti-17钛合金扩散连接界面特征及接头剪切强度。结果表明,随着连接时间的延长,连接界面平均空洞尺寸逐渐减小,空洞数量增加至最大值后逐渐减少。具有锯齿状边缘的不规则空洞逐渐转变为具有平滑表面的椭圆形空洞以及细小的圆形空洞。当连接时间为60 min时连接界面上形成了跨连接界面的晶粒。接头剪切强度随着连接时间的延长而增大,当连接时间为60 min时,接头剪切强度达到最大值,为887.4 MPa。尽管塑性变形的作用时间很短,但是对促进空洞闭合以及提高接头剪切强度的作用显著。

Ti-24Al-17Nb合金的激光焊接

研究了Ti- 2 4Al - 17Nb合金的激光焊接及其接头的力学性能。研究结果表明 ,连续激光氦气双面保护可以获得保护效果可靠、无缺陷、成型良好的焊接接头。焊接热输入增大不利于接头的纵向弯曲塑性 ,而接头的横向拉伸强度与母材基本相同 ,塑性可以接近母材的塑性 ,达到 14 %～ 17%。

Ti-23Al-17Nb合金双态组织的控制及其对力学性能的影响

研究Ti-23Al-17Nb(at%,下同)合金在不同热处理条件下形成的双态组织的微观细节特征及其形成规律,分析双态组织细节特征对力学性能的影响,探讨综合改善合金拉伸性能和高温持久性能的途径。结果表明,经α2+B2两相区温度变形的该合金,通过固溶处理/连续冷却和固溶快冷+时效两种方式的热处理均可形成双态组织。其中固溶快冷+时效方式可以实现O相板条数量、尺寸、分布及排列更有效的控制,时效温度的降低有助于板条的细化和混乱排列。在α2相等轴颗粒形貌及体积分数基本一致(约15%～20%)的情况下,O相板条体积分数的增加有利于合金高温持久性能的显著提高,但会造成合金室温拉伸延伸率的下降;O相板条的细化有利于合金室温和高温拉伸性能的同时改善,但使高温持久性能有所降低;通过1060℃固溶处理/油淬+850℃时效处理获得的双态组织具有强度、塑性和高温长时性能的最好匹配。

等温锻造对Ti-17粉末合金显微组织的影响

采用烧结+等温锻造的方法制备Ti-17粉末合金,对粉末合金制备过程中各工序的密度、显微组织变化规律等进行了试验研究。试验结果表明:经相同条件烧结后,-140目粉末烧结棒材和-80/+140目粉末烧结棒材分别达到理论密度的98.06%和93.55%,在-80/+140目粉末烧结棒材显微组织中观察到有大量的残留空隙存在。采用高低温等温锻造工艺能够有效去除粉末合金烧结后残留的空隙,提高合金的密度,使合金的显微组织得到显著细化和均匀化。烧结+等温锻造是制备优质粉末钛合金的有效方法。

热处理对铸造Ti-23Al-17Nb合金组织和拉伸性能的影响

在1000℃和1020℃对铸造合金保温3 h后空冷,研究不同热处理温度对铸造Ti-23Al-17Nb(摩尔分数,%)合金组织和拉伸性能的影响。结果表明:铸造合金为等轴晶,晶界和晶粒内均析出呈网篮状魏氏组织的α_2板条;经热处理后,晶粒内细小的α_2板条充分析出,晶界处连续的α_2相断开;随着处理温度的提高,析出的α_2板条数量随之减少,板条宽度随之增加;热处理能提高合金的抗拉强度和伸长率,经1020℃,3 h,AC热处理后试样的伸长率达到4%,其拉伸断口主要是由沿晶断裂和准解理断裂组成。

Ti-23Al-17Nb激光焊接接头的组织性能研究

通过室温和高温拉伸性能测试研究焊后热处理和同步预热对Ti-23Al-17Nb(原子分数,下同)合金CO2激光焊接接头性能的影响。结果表明,接头室温和高温拉伸性能低,焊后真空热处理提高接头室温和高温拉伸性能,仍低于母材;同步预热接头室温强度和塑性与母材相当,高温强度与焊后热处理效果相当。组织分析显示,焊缝存在两个腐蚀衬度区,组织为B2相,热影响区晶粒由熔合线到母材逐渐细化,焊后热处理和同步预热改变β相基体上α2相的析出。

钛合金片层α相在热加工过程中演变规律的定量研究(英文)

对具有片层α相的Ti-17合金圆饼在两相区进行5种变形程度的等温锻造及固溶时效处理,用定量金相学方法研究了片层α相在热加工过程中的演变规律。研究发现:α相的厚度随着应变量的增大而增大;变形程度及圆饼的变形区域对α相形态的变化有很大影响。随变形程度的增大,α相的形态参数FeretRatio(Feretmax/Feretmin)的分布曲线在FeretRatio介于1.5～2.5区间出现单峰,且峰值不断增大,大FeretRatio的α相比例逐渐减小。圆饼中心位置的FeretRatio分布曲线具有较大的峰值。大变形使片层α相的等轴化程度提高,改善了圆饼的组织均匀性。等效应变对组织中不同形态α相分布的影响曲线表明:球化α相比例随着等效应变的增大呈单调增大,增大速率表现为慢—快—极慢的分阶段特征;近等轴状的α相比例先快速增长后不断减少;片层状和大片层状α相比例随着等效应变增大呈单调减少。片层α相的临界球化与完全球化的等效应变分别约为0.4与1.0。

Ti-17钛合金Φ350mm规格棒材锻造工艺研究

通过两种方案锻制Ti-17钛合金Φ350mm大规格棒材,分析比较两种方案所生产棒材的显微组织、力学性能及探伤水平。研究结果表明,使用镦拔工艺,并在两相区进行大于60%的变形,可生产出组织、力学性能及探伤均满足用户要求的Ti-17大规格棒材,其性能综合水平较高,组织均匀性好,适用于工业化批量生产。

Ti-17线性摩擦焊摩擦功率、界面温度及剪切强度之间的关系

在自制的XMH-160型线性摩擦焊机上,利用先期试验优化的规范参数进行了Ti-17焊接试验,检测了焊接过程摩擦功率及界面温度的变化曲线,并根据功率曲线计算获得了摩擦界面金属剪切强度的变化曲线。分析了上述三条曲线的变化特点及相互对应关系,并结合线性摩擦焊过程摩擦界面金属的热物理性能变化及热力耦合过程,初步探讨了Ti-17线性摩擦焊焊接接头的形成机理。

用电子束焊接Ti3Al基金属间化合物

研究了电子束焊接工艺对Ti-23Al-17NbTi3Al基合金板材焊接质量的影响以及焊后热处理制度对焊件拉伸性能的影响.分析了热处理后熔合区成分及显微组织.结果表明,该合金具有良好的电子束焊接性能,焊接参数可在一定范围内调整,焊接速度对焊接质量的影响较大.发现未经焊后热处理熔合区的组织主要为β/B2相;在650℃拉伸时,断裂发生在熔合区,为沿晶断裂.经850℃×2 h焊后热处理,熔合区组织中有α2和O相析出,使合金获得了较好的综合力学性能.经750℃×2 h焊后热处理,热影响区转变为O相近等轴晶的粗大组织,致使合金的室温拉伸塑性下降.