Ti-3Ta-xNb合金在沸腾硝酸中的电化学腐蚀研究

采用非真空自耗电弧熔炼获得成分均匀的Ti-3Ta-xNb(x=0、1、3、5)合金。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,随着Nb元素含量的增加,合金的等轴α相比例减少,晶粒细化。通过电化学测试研究了Ti-3Ta-xNb合金在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的开路电位、动电位极化曲线及电化学阻抗谱。结果表明:随着Nb元素含量的增加,Ti-3Ta-xNb合金的腐蚀电流密度降低,极化电阻增加,即合金的耐蚀性增强。

超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的强化行为及模型

基于XRD、OM、SEM和TEM分析,研究超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的组织演变及强化行为。结果表明,位错强化和析出强化效应对该合金的屈服强度影响较大。冷轧+再结晶+冷轧+双时效组合工艺可获得1518 MPa的最高屈服强度,这主要归因于显微组织中的高密度残存位错及密集而细小的次生α相。建立复合强化模型,其预测误差在16.6%以内。此外,研究发现次生α相体积分数的增加可以不断强化晶内区域,这使得沿晶断裂开始出现并逐渐占据整个断裂面。

水下搅拌摩擦加工Ti-15-3合金的组织及超塑性变形

采用水下搅拌摩擦加工技术制备细晶Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(Ti-15-3)合金。通过电子背散射衍射对搅拌区(stirring zone,SZ)晶粒细化机制进行分析。用电子万能试验机对SZ试样进行超塑性拉伸。结果表明:SZ高角度晶界比例为74.5%,平均晶粒尺寸为1.8μm,主要的晶粒细化机制为连续动态再结晶;在变形温度为675℃,应变率为3×10^(-4)s^(-1)时,SZ试样的伸长率达到了465%,为超塑性,主要变形机制为晶界滑移,同时伴随连续动态再结晶和β→α相变。

冷变形及时效对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子拉伸试验机等研究了冷变形和时效处理对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响。结果表明:合金冷变形过程中没有发生相的转变。随着冷变形量的增加,合金的晶格逐渐向<011>方向旋转。合金冷变形后时效会析出均匀分布的细小针状α相,α相与β基体具有非常良好的共格关系,这有助于合金性能的提升。冷变形时效合金以时效析出强化为主,形变强化为辅。冷变形会促进时效析出,冷变形量越大,时效析出强化效果也越明显。60%冷变形时效处理的合金最大抗拉强度达到了1786 MPa。

新型Al-Ti-Nd中间合金制备及其对Al-10Si合金的细化变质作用

采用铝原位熔体法制备了一种新型的Al-3Ti-4.5Nd中间合金,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析了Al-3Ti-4.5Nd中间合金的组织,探究了Al-3Ti-4.5Nd中间合金对Al-10Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,当Al-3Ti-4.5Nd中间合金的添加量为0.15%时,Al-10Si合金的宏观组织由粗大的柱状晶细化为细小的等轴晶,二次枝晶臂间距由16.69μm减小到13.44μm;共晶硅由粗大的针状转变为短棒状,平均长度由26.75μm减小到16.47μm;抗拉强度由165.86 MPa提升到177.43 MPa,断后延伸率由4.21%提升到6.72%。合金的质量指标Q由259.50 MPa提升至301.54 MPa,提升了16.2%。Ti_(2)Al_(20)Nd相的能够有效细化α-Al相,稀土元素促进了共晶硅中孪晶的形成,改善了共晶硅的形貌及尺寸。

固溶时效对Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr钛合金钻杆组织演变及力学性能的影响

利用激光共聚焦显微镜(CLSM)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等手段分析相变点上两阶段固溶时效(TSSA)对Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr钛合金钻杆片层组织演变规律及力学性能的影响。结果表明:通过采用相变点上TSSA工艺获得了全片层转变组织,随时效温度的升高,全片层转变组织的晶界α相平均宽度由5.5μm增至9.0μm,集束内的α片层平均宽度由2.75μm增至3.95μm,材料抗拉和屈服强度变化幅度均小于0.15 MPa/℃;与原始挤压态相比,钛合金的冲击功增加74.07%,材料冲击功与α片宽度满足Hall-Petch关系;经(1000℃, 1 h,炉冷(FC))→(600℃, 1 h,空冷(AC))+(550℃, 6 h,AC)热处理后钛合金具有良好的综合性能匹配,其屈服强度为894 MPa,夏比V型缺口冲击功(-20℃)为46 J,伸长率为7.5%。

高强导电Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金.结果表明,经过400℃/2 h一次时效处理后,Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS.透射电镜分析表明,Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu_(4)Ti相→颗粒状β′-Cu_(4)Ti相+片层状β-Cu_(4)Ti相→片层状β-Cu_(4)Ti相,其中颗粒状β′-Cu_(4)Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu_(4)Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率.采用二次时效能够进一步优化Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率.450℃/8 h一次时效+50%冷轧+400℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS.

新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb钛合金的形状记忆和超弹性(英文)

采用弯曲和循环拉伸实验研究了新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb(TLM)钛合金的形状记忆和超弹性性能。探讨了变形温度、总应变和热处理等对TLM钛合金形状记忆和超弹性的影响规律。结果表明:新合金在热轧态和在α+β两相区固溶处理后空冷比从β相区固溶处理后空冷条件下具有较高的形变恢复率,最大恢复应变可达1.8%。随着总变形应变增加,形变恢复率降低。从β相区固溶处理后空冷后TLM合金具有较好的超弹性,优于热轧态或时效处理后TLM合金的超弹性能。

Ti-23Al-14Nb-3V合金电子束焊接接头的显微组织及力学性能

本文利用合适的电子束焊工艺参数在Ｔｉ２３Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ合金中得到了基本无缺陷的电子束焊件，焊件熔合区的组织主要为胞状晶，无显著的宏观偏析，热影响区的晶粒长大明显。熔合区和热影响区的硬度显著高于母材，焊缝中心区在整个焊缝部分硬度最低。对焊件接头的拉伸试验表明，熔合区和热影响区的强度较高，变形主要在母材进行，塑性变形特征明显，最高塑性指标达１０．７％，而熔合区为脆性解理断裂，塑性特征很少，解理裂纹起源于晶界或相界。最后，采用同样的焊接工艺实现了对试验零件的焊接。

热变形Ti-15-3合金再结晶晶粒的分形分析

根据分形几何学理论,分析热变形Ti-15-3合金固溶处理后的再结晶组织。分别采用小岛法和盒维数法计算出晶粒的分形维数,并探讨分形维数、晶粒尺寸与变形条件之间的关系。结果表明:再结晶晶粒形态具有自相似性,表现出典型的分形特征;且随着变形程度、变形速率的增加和变形温度的降低,再结晶晶粒尺寸减小,分维增大。分形理论的应用为非规则热变形组织的定量研究提供了一种新的方法。

热处理对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金组织和性能影响

通过扫描电镜(SEM),光学显微镜(OM)和X射线衍射分析(XRD)等对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al(Ti5523)合金棒材分别经固溶和固溶时效处理后得到的微观组织,相含量等进行分析,结合性能数据,分析了微观结构对性能的影响。研究发现,在720℃固溶0.5 h,并在540℃时效6 h后,获得了一种规则的垂直有序排列的亚结构,这种网篮状亚结构起到了组织细化的作用,从而使得断面收缩率非常高。研究还发现,两相区固溶后析出相不仅使得强度提高,对材料的塑性也有贡献。

Ti-10V-2Fe-3Al合金热变形的研究

利用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金两种状态在不同变形温度及不同变形速率条件下的热变形行为进行了研究。结果表明,不同初始状态对合金的应力应变行为影响较大,经过固溶处理后在低于相变点变形时合金的流变应力比较高,但在高于相变点变形时流变应力没有明显差异;合金的应力指数与合金的状态和应变速率有关,大概以0.1s-1为界分为低应变速率和高应变速率两部分;合金的表观激活能与材料的状态、变形温度及变形速率有关。当两种状态下的合金在温度为650～800℃、应变速率为0.001～0.1s-1范围内变形时,β相内只发生动态回复,而α相除了发生动态回复外还可能发生动态再结晶;合金在相变点以上变形时只存在着单一的动态回复机制。

应用人工神经网络模型预测Ti-10V-2Fe-3Al合金的力学性能

采用人工神经网络方法建立了Ti-10V-2Fe-3Al合金机械性能预测的神经网络模型。模型的输入参数包括变形温度、变形程度、固溶温度、时效温度等热加工工艺参数和热处理制度。模型的输出为钛合金最重要的5个机械性能指标,即抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和断裂韧性。与传统回归拟合公式相比,该模型具有容错性好、通用性强等优点。该模型可以预测Ti-10V-2Fe-3Al合金在不同热加工工艺参数和热处理制度下的机械性能,也可以用于优化热加工参数和热处理制度。

固溶态Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金断口形貌与塑性关系分析

对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金Φ10mm棒材在不同固溶温度下的拉伸断口形貌进行分析,并研究了断口形貌特征与力学性能之间的关系。结果表明:按照传统的断口分析理论,该材料随着固溶温度升高,塑性下降,实际测试结果却相反,该材料随固溶温度升高,在相变点以下,塑性缓慢升高,在相变点以上,塑性迅速增大;该材料的力学性能受相组成的影响,β相含量越多,棒材的拉伸强度降低,塑性升高;当固溶温度为840℃时,该材料拉伸后的宏观断口平直光滑,微观断口出现尺寸约40μm形状规则的β晶粒,棒材塑性较好。

热处理对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织和性能的影响

研究了普通退火、固溶热处理、β热处理、固溶时效、等温退火和双重退火六种热处理工艺对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金棒材组织和性能的影响。结果表明:采用普通退火或等温退火时都可以获得等轴组织,棒材在普通退火后具有较高的强度和较低的冲击韧性,在等温退火后强度最低,而冲击韧性最高;采用固溶处理、固溶时效或双重退火时均可获得双态组织,棒材在固溶处理后具有略低的强度和较高的冲击韧性,固溶时效后具有最高的强度和最低的冲击韧性,双重退火后能够获得最佳的强度和冲击韧性;采用β热处理则获得粗大的魏氏组织,材料的冲击韧性很高,但塑性降低非常严重。

Ti-15-3钛合金超塑行为研究

为系统了解Ti-15-3合金的超塑性,研究了固溶态和两种不同变形量冷轧态的Ti-15-3合金板材在700～800℃和1×10^-4～3×10^-3s-1应变速率范围内的超塑性行为.结果表明：Ti-15-3合金具有较好的超塑性能,冷轧态合金的延伸率均优于固溶态,且随着板材冷轧变形量的增大而增大;各应变速率下,该合金都在780℃时获得最大延伸率和应变速率敏感性指数.在780℃和1×10^-4s^-1条件下拉伸时,冷轧变形量为52%的Ti-15-3合金板材获得了370%的延伸率,m值为0.56;变形温度和速率对合金的超塑性能影响很大,合金的延伸率在730～780℃范围内随温度的升高和应变速率的降低而升高,合金的流变应力则随之下降.

热轧变形对Ti-10V-2Fe-3Al合金组织和性能的影响

研究了形变温度、形变量以及双重时效工艺对Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着形变温度的提高,在时效过程中析出的次生α相含量逐渐增加,合金强度升高;然而,当形变温度高于相变点时,初生α相对β晶粒的钉扎作用明显减弱,使得β晶粒迅速长大,导致合金的拉伸塑性明显下降;次生α相的体积分数主要决定于形变温度,因此应变量对Ti-10V-2Fe-3Al合金力学性能的影响较小。此外,相对于单重时效工艺,由于在低温时效(300℃×8 h)时发生ω→α转变,为次生α相提供了均匀的形核点,Ti-10V-2Fe-3Al合金在低温-高温双重时效工艺中获得了更加均匀、细小的α+β显微组织,使得拉伸强度获得比较大的提高。

Ti-3AR钛合金耐蚀性能研究

研究了新中强耐蚀钛合金Ti-3AR(Ti-Al-Mo-Ni)在室温,60C,沸腾条件下的20%—50%HNO_3、1.5%—30%H_2SO_4、1.5%—15%HCl中的耐蚀性,并从电化学角度对其耐蚀机理进行了分析。结论认为:Ti-3AR具有与Ti-12相当的良好耐蚀性能,这是由于新添加的合金元素Mo,Ni能程度不同地提高钛在H_2SO_4,HCl等介质中的腐蚀电位,并通过促进阳极钝化改善钛的腐蚀性能。

Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金的压缩超塑性

对Ti 2 4Al 14Nb 3V 0 5Mo合金的超塑压缩变形行为进行了研究·结果表明 ,该合金的最佳超塑温度为 980℃ ,最佳应变速率范围为 (2× 10 -4 ～ 2× 10 -3 )s-1· 在超塑变形过程中 ,条状O相和α2 相中发生了动态再结晶和等轴化过程 ;B2相中发生了动态回复·新形成的硬相等轴晶粒可在软的基体中滑动和转动 ,造成的应力集中由B2相中的位错运动松弛·

Ti-15-3钛合金的超塑性

Ti-15-3(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)合金是一种在航空航天工业领域具有广泛应用前景的亚稳定β型钛合金。本文介绍了Ti-15-3合金的性能特点和应用,总结和评价了固溶态、热轧态和冷轧态Ti-15-3合金超塑性研究的进展情况。针对已取得的成果和研究中存在的问题,对Ti-15-3合金超塑性的进一步研究提出了一些看法并作了展望。