硼含量对Ti-50Al-xB合金中TiB_2微观形貌的影响

用 XRD,SEM对原位自生法制备的 Ti- 5 0 Al- x B (at% )合金的相组成和微观组织进行了研究。结果表明 :该合金主要由 Ti Al和 Ti B2 两相组成 ;Ti B2 主要以片状、板片状、细棒状和块状形式存在 ;Ti B2 微观形貌随着合金中B含量的变化而发生显著变化。当 B含量由 0 .4at%增加至 1.4at%时 ,Ti B2 的微观形貌由片状依次演变为板片状、细棒状直至块状 ,而基体形貌没有明显变化。根据 Ti B2 晶体形核与生长条件对 Ti

定向凝固Ti-50Al合金组织演化及其片层取向控制

对Ti-50Al(原子分数,%)合金在较宽的生长速率范围内进行定向凝固实验,研究了生长速率对固/液界面形态、微观组织演化及片层结构形成的影响.发现合金在1—5μm/s的速率范围内均以α胞晶单相生长,最终形成全片层结构;当生长速率达到10μm/s时,在初始凝固的较长距离内为α胞晶单相生长,随着凝固的进行,胞晶间溶质逐渐富集,晶间出现从液相析出的γ相,最终不能形成全片层结构;当生长速率大于15μm/s时,合金以α枝晶生长,枝晶间也出现γ相.对各生长速率下形成的片层结构取向的分析表明,片层结构取向与定向凝固启动界面处铸态晶粒的取向的历史有关.根据上述规律,以Ti-50Al合金为籽晶和主体合金,选择确保α单相凝固的生长速率8μm/s,进行片层取向控制,最终获得取向与生长方向一致的全片层结构.

高能球磨制备Ti-50%Al复合粉末的表征(英文)

采用高能球磨法制备了Ti-50%Al(摩尔分数)复合粉末,利用SEM、TEM、HREM、HAADF-STEM分析手段对复合粉末颗粒的表面形貌、结构及组成进行了表征。在球磨过程中钛、铝之间逐渐发生反应并形成无序的Ti/Al相;球磨9h后铝逐渐融入钛中,产生纳米晶钛铝固溶体,同时引起大量高密度位错。合金化后粉末的元素组成接近原始成分,但分布极不均匀。

稳恒电场对Ti-50at%Al合金组织凝固细化的影响

利用电场凝固技术在Ti-50at%Al合金固相线以上糊状区和液相区内,对其进行稳恒电场处理,通过对比有无电场和对比不同电流密度对合金凝固组织的作用效果,研究电场对合金凝固组织中γ相和γ/α2片层组织形态、尺寸的影响规律。结果表明:稳恒电场在靠近电极附近对合金的作用效果最明显;且随着电流密度的增大,Ti-50at%Al合金的晶粒尺寸逐渐减小。

磁控溅射Ti-50%Zr合金薄膜不同厚度时的结构

为了研究Ti-Zr合金薄膜厚度对其结构的影响,通过磁控溅射沉积技术在7105载玻片上制备了不同厚度的Ti-50%Zr(原子分数)合金薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)和X光电子谱(XPS)技术研究了Ti-Zr合金薄膜的晶体结构、元素局域结构和电子结构状态。结果表明,随着Ti-50%Zr薄膜厚度的减小,薄膜由结晶态变为非晶态,薄膜中元素的最近邻原子距离和配位数减小,薄膜中元素的电子结合能逐渐增强。

基于有限元方法Ti-50A筒形件拉深成形过程研究

通过对Ti-50A板材拉深过程的数值模拟,研究了参数选择与状态控制的基本途径,建立了对拉深过程进行数值模拟所用的几何模型。选择了壳单元为离散模型,采用映射网格划分技术对几何模型进行了网格划分,并对板料拉深数值模拟过程采用了自适应网格划分。针对Ti-50A钛合金给出了合适的材料本构模型。解决了加载、边界约束及求解过程当中最佳的时间和步长问题。利用接触理论和经典的库仑摩擦定律处理了模拟过程当中板坯与模具的接触与摩擦问题,最终完整地建立了符合实际的Ti-50A拉深成形过程数值模拟的有限元模型。通过有限元模拟与实际情况对比,验证了所提出的技术方案。

Ti-50Ni激冷合金薄带的组织、相变和形状记忆行为

用熔体激冷法制备了Ti-50Ni合金薄带,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、示差扫描量热仪和弯曲试验研究了Ti-50Ni激冷合金薄带的显微组织、相组成、相变和形状记忆行为。结果表明,铸态和退火态Ti-50Ni激冷合金薄带都具有良好的形状记忆效应,其显微组织呈树枝状,由马氏体和母相组成,冷却时都发生A→R→M二阶段相变,加热时铸态和400~500℃退火态激冷合金薄带发生M→R→A二阶段相变,550~600℃退火态则发生M→A一阶段相变。随退火温度升高,马氏体逆相变温度T_A、R正相变温度T_R、R逆相变温度T_(Rr)和马氏体相变热滞△T_M升高,马氏体正相变温度T_M和R相变热滞△T_R降低。

退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相变行为对比

用X射线衍射仪和示差扫描热分析仪对比研究了350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-50Ni形状记忆合金丝的相变行为。结果表明,退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-50Ni合金丝室温组成相皆为单斜结构的马氏体B19′;随退火温度升高,Ti-50Ni形状记忆合金丝的冷却/加热相变类型由B2→R→B19′/B19′→B2型向B2→B19′/B19′→B2型转变(B2,CsCl型结构;R,凌方结构;B19′,单斜结构),马氏体逆相变温度在72~80℃之间变化,相变热滞在41~33℃之间变化;Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝的冷却/加热相变类型始终保持B2→B19′/B19′→B2型,马氏体逆相变温度在46~65℃之间变化,相变热滞在22~24℃之间波动。与Ti-50Ni形状记忆合金丝相比,Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝的相变类型稳定,相变温度低,相变热滞窄。拥有较窄相变热滞的Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金可用于制作温敏动作器。

退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝显微组织和拉伸性能对比

用X射线衍射仪、光学显微镜和拉伸试验等研究了退火温度(Ta)对Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相组成、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝室温组成相均为单斜结构的马氏体B19′和CsCl型结构的母相B2。350~550℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝皆处于回复阶段,组织呈现纤维状,600~700℃退火态合金丝处于晶粒长大阶段,组织呈等轴状;两种合金的再结晶温度均在550~600℃之间。Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝的抗拉强度(Rm)和马氏体再取向平台长度(LM)相近,Ti-50Ni合金丝的马氏体再取向应力(σM)和伸长率(A)大于Ti-45Ni-5Cu合金丝。随Ta升高,两种合金丝的Rm和LM下降,A升高,σM先下降后上升,Ti-50Ni合金丝σM的最小值102.8 MPa在450~500℃退火态合金丝中取得,Ti-45Ni-5Cu合金丝σM的最小值63.3 MPa在400℃退火态合金丝中取得。

Ti-50Ni钎焊TZM与ZrC_p-W接头界面组织及性能

采用Ti-50Ni(at%)钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过SEM、EDS、XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,研究了钎焊温度对TZM/Ti-50Ni/ZrC_p-W接头界面组织及性能的影响。结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Ti-Mo+TiNi_3+Mo-Ti-W/Ti Ni+TiNi_3+W(s,s)+(Ti,Zr)C/ZrC_p-W。随着钎焊温度的升高,Ti-Mo固溶体层宽度逐渐增大,线状条纹增多、增宽,组织逐渐粗大,晶界变圆滑;接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1340℃,保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为146 MPa。

TiAl基合金的定向凝固:Ti-50Al-5Nb合金初生相的确定(英文)

根据TiAl基合金片层组织的准三维金相形态准确地判断出其初生相类型。结果表明,具有不同片层取向的晶粒在Ti-50Al-5Nb合金定向凝固过程中其初生相均为β相。

钎焊温度对TC4与Ti_3 Al-Nb合金钎焊接头组织的影响

采用50Ti-20Zr-20N i-10Cu粉末钎料对Ti3A l-Nb合金与TC4合金进行真空钎焊,通过SEM、EDS、电子探针及拉伸试验研究不同钎焊温度下钎焊接头的显微组织及性能特征。结果表明,钎焊温度升高钎焊接头强度并不提高;不同温度下钎焊接头中靠近TC4合金基体边界处均生成魏氏体组织,随温度升高魏氏体组织粗化程度加剧;整个钎焊接头中Ti3A l-Nb合金基体与钎料的反应程度弱于TC4合金基体。

钎缝间隙对TC4与Ti_3Al-Nb合金钎焊接头组织的影响

采用50Ti-20Zr-20Ni-10Cu粉末钎料对Ti3Al-Nb(Ti-13Al-24Nb)(质量分数)合金与TC4合金(Ti-6Al-4V)进行真空钎焊,通过SEM、EDS电子探针及拉伸试验,研究不同钎缝间隙的钎焊接头的显微组织及性能特征。结果表明,钎缝间隙对钎焊接头的组织及性能有较大影响,当钎缝间隙增大时,钎焊接头的组织变得复杂,在接头中既形成了共晶组织又形成了化合物带,这种组织特征会显著降低接头的强度。

Ti-50.1Ni形状记忆合金相变与形变行为

用热重分析仪、X射线衍射仪和拉伸试验研究了退火温度、变形温度对Ti-50.1Ni形状记忆(SME)合金丝的相变、形变的影响。Ti-50.1Ni合金加热氧化过程中温度超过600℃后氧化加剧,故退火温度不宜超过600℃。该合金奥氏体相变开始温度(As)高于室温,室温相为马氏体,呈SME特性。350～600℃退火态Ti-50.1Ni合金在室温下均呈SME。

热处理对激冷Ti-50Ni合金薄带相变和形状记忆行为的影响

用甩带法制备了Ti-50Ni形状记忆合金薄带,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、示差扫描量热仪和弯曲试验研究了Ti-50Ni合金薄带的相组成、显微组织、相变行为和形状记忆效应。结果表明,铸态和400~600℃退火态Ti-50Ni合金薄带的显微组织形态呈树枝状,由马氏体相B19＇和母相B2组成,加热/冷却过程中发生A→R→M/M→R→A（A-母相,R-R相,M-马氏体）二阶可逆相变。随退火温度升高,Ti-50Ni合金薄带的相组成和显微组织形态变化不大;马氏体逆相变温度TA、R正相变温度TR、R逆相变温度T（Rr）和马氏体相变热滞ΔTM升高,马氏体正相变温度TM下降,R相变热滞ΔTR缓慢降低;M逆相变峰向高温移动,逐渐与R逆相变峰合并。铸态和退火态Ti-50Ni合金薄带皆具有良好的形状记忆效应。

钛镍合金的神经网络改性研究

以合金元素名称、合金元素含量和制备方法为输入层参数,以形状记忆性能为输出层参数,构建3×12×1三层BP神经网络模型,同时对预测能力和预测精度进行了验证,并对模型优选出的四元钛镍合金进行了显微组织、物相组成、形状记忆性能和耐腐蚀性的测试。结果表明,该BP神经网络模型的预测能力强、预测精度高,最大预测误差2.3%,优选出的四元钛镍合金为自蔓延合成Ti-50Ni-0.2Co-0.1Y合金,形变回复率高达99.9%,腐蚀电位较常规熔炼法制备Ti-50Ni钛镍合金正移442m V。

γ-TiAl合金的空蚀行为

利用超声振动空蚀试验设备研究了具有单相γ TiAl组织的Ti 5 0Al合金的空蚀行为 ,借助于SEM分析了其空蚀表面 ,并用洛氏硬度仪模拟空蚀过程中微射流所产生的局部载荷对Ti 5 0Al合金的作用 ,测量了其在加载过程中的变形能。结果表明 :Ti 5 0Al合金具有优异的抗空蚀性能 ,空蚀 2 6h后的累积体积损失量仅为 0 .92 6mm3 。该合金优异的抗空蚀性能归因于其在局部载荷作用下有较高的变形能和加工硬化能力。Ti 5 0Al合金的空蚀是由于晶界阻碍变形 ,造成应力集中 ,使裂纹沿晶界形成 ,导致材料沿晶剥落。