TCll钛合金表面渗锆层组织及其摩擦学性能

为提高TC11钛合金的摩擦磨损性能,对合金表面进行双层辉光等离子渗锆处理,对渗锆层进行了物相分析、组织观察和微区成分分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。结果表明:TC11钛合金表面获得了组织致密、厚度为25μm、主要由α-Ti相组成的渗层,锆元素主要固溶在α-Ti相中;在室温和450℃时,渗锆层的摩擦因数均远小于TC11钛合金的;室温时,TC11钛合金的磨损机制主要以粘着磨损和磨粒磨损为主,渗锆层主要以磨粒磨损为主;在450℃时,TC11钛合金磨痕中心位置主要以粘着磨损和剥层为主,磨痕边缘部位以磨粒磨损为主,渗锆层的磨损机制主要以磨粒磨损为主,兼有轻微剥层现象。

TC11钛合金棒材显微组织等轴细晶化工艺研究

本文对TC11钛合金棒材显微组织不均匀缺陷产生原因及消除途径进行了研究。结果表明,由于铸锭最初锻造温度在β相区,随后两相区锻造变形量不大且分布不均匀,致使部分晶界α和二次α聚集并粗化呈块状,或沿主变形方向拉长呈条状,或遗留下原晶界α。若采用(α+β)中间形变热处理+β处理、水冷+再结晶退火、空冷的工艺,可完全消除晶界α,拉长α和块状α相,获得均匀细小等轴α组织,初生等轴α相的平均直径可细化至1.9μm。

钛合金片层组织两相区变形时的流动软化机理分析

钛合金片层组织在两相区变形时流动应力随应变的增加普遍表现为快速硬化和持续软化的特征.为了研究该流动软化的机理,采用等温热压缩实验研究了TC11合金片层组织在温度890—995℃和应变速率0.01—10s^(-1)范围内的热变形行为.理论计算表明α/β片层界面(α片层内孪晶界)产生的Hall-Petch强化效应远大于片层束集边界.TC11合金片层组织高温变形的流动软化机理可归结为硬滑移模式向软滑移模式转变导致Hall-Petch强化效应的减弱.

TC11钛合金构件冲锻成形工艺

采用一种集合冲压和锻造的冲锻复合成形新工艺成形小圆角变壁厚的钛合金构件。先分别通过大圆角R15 mm、小圆角R5 mm的两次拉深后,运用Deform-3D有限元软件研究了两次镦粗侧壁和3次镦粗侧壁过程。结果表明:通过两次镦粗侧壁能够实现侧壁增厚,但圆角区域容易出现折叠、夹层等缺陷;通过3次镦粗侧壁,控制每次镦粗的壁厚变化倍数不大于1.35,可以实现侧壁增厚3~4 mm,圆角增厚8 mm。采用该工艺进行零件加工,可以降低对设备吨位的要求、提高材料利用率和零件质量,在生产中具有良好的经济效益。

电脉冲处理对TC11钛合金力学性能及组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）、拉伸试验机、高频疲劳试验机、电阻率测试仪以及红外热像仪研究了电脉冲处理后TCll钛合金显微组织及力学性能的变化。结果表明，由于电脉冲瞬间引入的热能导致TCll钛合金显微组织发生局部再结晶，产生细小的再结晶晶粒。TCll钛合金在经电脉冲处理后疲劳裂纹源向内移动181μm，电阻率下降了0．366mΩ·mm，电脉冲引起的材料内部局部温差场作用于微观缺陷，使缺陷与基体间产生压应力，促使微裂纹愈合，杂质与基体问啮合程度更高，减少TCll钛合金在受力作用时内部微裂纹的萌发概率，并且使材料内部应力集中部位发生应力松弛，显微组织转向更加均匀稳定的状态，力学性能也随之得到改善。电脉冲处理后，TCll钛合金的塑性和疲劳性能都得到提高，并且抗拉强度保持不变。