基于机器学习的Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金热加工图预测

为了研究Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金的热变形行为,运用Instron 5869压缩实验机进行热压缩实验。构建了以变形温度、应变速率、应变为输入变量和流变应力为输出变量的6种机器学习模型,预测不同条件下该合金的流变应力值并评估检验模型的预测性能。根据预测表现最好的LSTM神经网络模型的预测数据绘制预测加工图,对照实验加工图评估检验其预测能力。结果表明:预测加工图能够较为准确地反映出Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金在应变为0.499时的可加工区域,与实验加工图的吻合程度较高,该方法能较好地预测Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金的热变形行为。

β热处理工艺对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金片层组织演变的影响

利用可控冷却速度热处理装置对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金进行了β热处理实验,并研究了该合金原始β晶粒尺寸和冷却速度对片层组织的影响。结果表明,原始β晶界是α片层的主要形核地点,原始β晶粒内可形成多个α集束团,同一α集束内α片层几乎成同一取向;随原始β晶粒尺寸降低,集束尺寸降低,而原始β晶粒尺寸对α片层厚度影响不大;随冷却速度增加,α片层厚度先快速降低,后缓慢降低,而集束尺寸则呈线性降低;α片层厚度与冷却速度呈反比关系:λ=3.94+9.24/v。

新型钛合金 Ti-2Al-2.5Zr 研究现状

系统地介绍了新型钛合金 Ti-2Al-2.5Zr 近阶段的研究工作。总结了离子注入方法在钛合金表面改性方面的应用,提出了用氢离子注入钛合金模拟研究质子辐照损伤的方法。

Ti-4Al-2V钛合金高温高周疲劳性能研究

采用旋转弯曲的加载方式完成近α相Ti-4Al-2V钛合金棒材在350℃空气中的常规成组法疲劳试验和升降法疲劳试验,对试验数据进行分析和处理,对疲劳断口进行扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明,Ti-4Al-2V钛合金棒材理论耐久极限应力为339 MPa,稍高于经验公式计算值,材料具有较好抗高周疲劳的性能;与常温试验结果(394 MPa)相比,高温会加速试样的氧化,降低材料的疲劳寿命。

高强韧Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-2Nb-1Cr-0.1Si-xFe钛合金的组织和压缩性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、维氏硬度计、电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)等分析测试方法,研究了Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-2Nb-1Cr-0.1Si-xFe(x=0,0.4,0.8,质量分数,%)铸态合金双重退火后的组织和力学性能。结果表明:3种铸态合金的组织均为近魏氏组织;热处理后,随着Fe含量增加,合金组织中的α相长径比减小,等轴化更为明显,且次生α相细化以及β相含量增加,维氏硬度升高。在0.001 s^(-1)应变速率下静态压缩,合金具有应变强化效应,Fe含量越高应变强化效果越显著,TC21-0.4Fe合金断裂前最大应力和断裂应变比TC21-0Fe合金分别提高约16.86%和30.72%。在2500 s^(-1)高应变速率下动态压缩,TC21-0.8Fe合金的流变应力最高,约为1377 MPa,比TC21-0Fe合金提高了6.99%,TC21-0.4Fe合金具有最好的断裂应变,约为0.139,比TC21-0Fe合金提高了21.92%。

固溶时效对铸造Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb钛合金组织和性能的影响

研究了固溶时效制度对铸造Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb钛合金组织及力学性能的影响。结果表明,适当的热处理制度可以明显提高合金的室温及高温强度,但是塑性略有下降。Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-2Nb铸造钛合金组织以集束状的片状α相为主,热处理后α集束的尺寸得到细化。采用915℃×2 h+空冷+590℃×4 h+空冷的热处理制度可以得到较理想的显微组织和良好的室温及高温综合力学性能。

拉伸变形对Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金组织和力学性能的影响

通过TEM、显微硬度、拉伸测试对拉伸变形后时效态Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金板进行了测试,研究了拉伸变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明:随着拉伸变形量增加,合金产生了明显的位错滑移交割,使位错缠结增加,GP区密度与尺寸显著下降,不同拉伸变形量下形成的GP区都呈现均匀分布状态。随再时效时间的增加,钛合金板样硬度先增加后降低。在15%的拉伸变形量下,抗拉强度与屈服强度达到最大值,分别为508.2、448.6 MPa;板样伸长率则随拉伸变形量的上升而降低。从拉伸强度考虑,15%的室温拉伸变形量是最优的。

基于响应面分析法的Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金切削温度仿真研究

建立了2D切削仿真有限元模型,然后进行Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo切削温度仿真,并建立切削温度的二次响应面回归数学模型,最后进行了切削温度试验验证。结果表明:切削Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金的切削温度随切削速度和进给量的增加显著上升,但随切削深度的变化并不明显。

Ti-2Al-2.5Zr合金管、板材织构研究

利用 X射线衍射极图测量技术 ,研究了 Ti- 2 Al- 2 .5 Zr合金轧制、拉拔管材的退火织构 ,并与轧制板材的织构进行了对比分析。结果表明 :轧制管材环向主织构由棱锥织构 { 10 1- 5 }和基面织构 (0 0 0 1)等组成 ;而轴向主织构则包括棱柱织构 { 10 1- 0 }和 { 112-0 }等棱锥织构 ;拉拔管材退火织构类型与轧制管材相似 ,但其主织构成分及强度与轧制管材相比则发生较大变化 ;

Ti-40Al-2B合金微观组织和初生TiB_2生长特征

用原位自生法制备了 Ti- 40 Al- 2 B(wt% )复合材料 ,并用 XRD、SEM对复合材料的相组成和微观组织 ,特别是 Ti B2 的形貌进行了研究。结果表明 :该合金由 Ti Al和 Ti B2 两相组成。其中 Ti B2 颗粒以初生的块状和共晶的片状或细棒状形式共存。初生 Ti B2 呈六面棱柱体 ,端面有清晰的生长台阶 ,其显露晶面分别为 (0 0 0 1)和 { 10 1- 0 }。结合晶体生长理论分析认为 :Ti B2 的生长单元为一个硼原子和六个钛原子组成的三棱柱 ,硼原子位于三棱柱的中心 ,生长方式以台阶式生长为主。其中 { 112- 1}面生长速率最快 ,{ 10 1- 0 }面生长速率最慢 ,导致 Ti B2 形成以 { 10 1- 0

Ti-2Al-2.5Zr合金再结晶特性及动力学机制

在650℃～850℃范围内研究了单相α钛合金Ti－ZAl－2．5Zr的再结晶特性与动力学规律。结果表明：Ti－ZAl－2．5Zr合金管材在700℃～750℃下进行真空退火，可获得完全再结晶等轴组织，晶粒细小、均匀。Ti－ZAl－2．5Zr合金再结晶过程遵循Avrami-Ero－feev动力学模型，其具体方程为[－ln（1-α）]1/4=kt，温度对再结晶速率有明显影响。Ti－2Al-2．5Zr合金的再结晶活化能计算值为115．25kJ／mol。

Ti-2Al-2.5Zr合金在300℃碱性水中氧化的表面分析

利用原位 AES深度分析 ,XRD,和 XPS方法研究了 Ti- 2 Al- 2 .5 Zr合金在 30 0℃碱性水中氧化 130 0 0 h所形成的氧化膜的结构、成分和价态 ,及其随深度的变化。结果表明 ,氧化膜是由板钛型 Ti O2 、Al2 Ti O5(Ti O2 ·Al2 O3) ,Ti3O5,Ti2 O3和 Ti O所组成 ,氧化膜由表面到基体基本是按以上顺序交迭构成。通过 XPS和原位 AES分析发现钛合金表面形成由 Ti O2 ,Al2 Ti O5(Ti O2 ·Al2 O3) ,Ti3O5组成的较为稳定的厚约 80 0 nm的 Ti4 + (Ti O2 )层 ,随深度的增加出现了 Ti3+ (Ti3O5,Ti2 O3)和 Ti2 + (Ti O) ,直至基体 ,氧化膜总厚度约 30 0 0 nm。

Ti-4Al-2V合金高周疲劳性能研究

评价了钛合金Ti-4Al-2V棒材的室温高周疲劳性能。采用旋转弯曲的加载方式完成了Ti-4Al-2V棒材在室温空气中的成组常规疲劳试验和升降法试验，对试验数据进行了分析，绘制了S-V曲线和P-S-N曲线，对疲劳断口进行了扫描电子显微镜（SEM）分析。结果表明，钛合金Ti-4Al-2V棒材的疲劳极限α1（10）^7与经验公式计算值吻合，Ti-4Al-2V棒材具有较好的抗高周疲劳的性能，疲劳断口呈现裂纹萌生、扩展和断裂的特征。

Ti-47Al-2Cr-1Nb合金的晶粒细化工艺及显微组织变化特征

研究了Ti 4 7Al 2Cr 1Nb (at % )合金的等温变形复合热机械处理晶粒细化工艺及显微组织变化特征。通过两次等温变形 (变形量 70 %以上 )加中间热处理 ,破碎了粗大的铸态层片晶团 ,热处理后得到均匀的等轴γ细晶。变形态的微观组织显示 ,等温变形过程中发生了动态再结晶 。

一种Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金锻件的宏观与微观组织特征分析

研究了Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金环锻件的宏观和微观组织,分析了锻件的变形和热处理工艺。对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金环锻件采用了β→α+β温度区域的热变形工艺,即在β区温度下开始变形,α+β区温度下结束变形,锻件的退火温度略低于β相的临界分解温度T_K;采用β→α+β温度区域热变形的锻件具有中等强度水平,良好的室温冲击性能和高温蠕变、持久性能;β→α+β温度区域的变形工艺具有简化变形工序、降低变形抗力的优点,但变形时间的控制较难掌握,需一定的实践探索。

Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的纳米压入特征

利用纳米压入测量仪测试了Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度和模量。测试表明,Ti-12Mo-6Zr-2Fe钛合金的硬度比Ti-6Al-4V ELI高,而模量比后者低,与常规方法得到的规律一致,表明该方法能很好地表征钛合金的力学特性。对测试过程的分析表明这种方法得到的结果不能与传统方法得到的结果互换,表面状态对测量结果有一定影响。

低成本制备Ti-3Al-2V合金精密铸件的可行性研究

用精密铸造方法制备的形状复杂的Ti-3Al-2V合金零部件综合性能良好。为进一步降低Ti-3Al-2V合金精密铸件成本,采用3种不同的原料(1海绵钛、铝钒中间合金、纯铝丝和铝箔,2回收的Ti-3Al-2V合金料,3回收的Ti-6Al-4V合金、纯钛料),分别经真空自耗电弧炉熔炼、真空凝壳炉重熔、离心浇注等工序得到Ti-3Al-2V合金精密铸件,并分析了铸件的化学成分,测试了铸件的室温拉伸性能。结果表明,3种不同原料制备的精密铸件,其化学成分和退火后的室温拉伸性能均能满足客户要求;如果控制好回收料的处理工序,合理地使用回收料,可进一步降低Ti-3Al-2V合金精密铸件的成本,有望在汽车、高铁等许多民用领域替代钢材而得到广泛应用。

固溶处理对Ti-5Al-2Cr-2Mo-1Fe钛合金晶粒度细化的影响研究

目的:探究固溶处理对Ti-5Al-2Cr-2Mo-1Fe钛合金晶粒度细化的影响。方法:选取d10 mm×10 mm的钛合金试样,分别在900、950、980和1000℃下加热并保温1.0h,经过腐蚀后放置在干燥器中24 h,利用光学显微镜进行钛合金晶粒度细化分析。结果:钛合金晶粒度细化的程度会随着固溶处理振动功率的增加而变大,且一直呈上升趋势。结论:通过固溶处理能够为钛合金晶粒度细化提供驱动力,可以通过固溶处理实现钛合金晶粒度细化,提高钛合金的加工质量。

用机械合金化工艺制备SiC质点弥散分布的Ti-48Al-2Cr-2Nb超细复合粉末

为制备 Si C质点弥散分布的 Ti- 4 8Al- 2 Cr- 2 Nb超细复合粉末 ,对复合粉末的机械合金化工艺进行了较详尽的研究。用 XRD和 SEM研究了机械合金化过程中粉末形貌、粒度和显微组织的变化 ,并对复合粉末的机械合机化过程进行了探讨。

新型Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti80)合金焊接工艺研究

结合新型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo化学成分、金相组织和性能,分析了其焊接特点,制定了焊接和焊后热处理试验方案,完成了新型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo焊接和热处理工艺试验。对其焊接接头进行的外观检查、射线检测、力学性能试验、金相组织分析的结果表明,新型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo具有良好的焊接性能和更好的潜在使用价值。