Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能

将二次真空自耗熔炼的Ti-55钛合金铸锭轧制成1.2mm厚的薄板,研究Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能。结果表明,显微组织均匀,晶粒极细的Ti-55钛合金超塑性板材,具有良好的室温拉伸性能和超塑性能。超塑性拉伸试验表明,在一定的变形温度范围(880～920℃)与变形速率(1.4×10^(-3)s^(-1))下,Ti-55钛合金板材超塑性伸长率可达到700%以上。

Ti-55钛合金连续冷却转变曲线的测绘及显微组织的演变

通过Gleeble热模拟实验,测绘Ti-55钛合金的连续冷却转变曲线(CCT图)。结果表明:当冷速由0.1℃/S加快到150℃/s时,Ti-55钛合金中主要发生β→α与β→α′的相转变过程,其中β→α′转变开始的临界冷速为5℃/s左右,Ti-55钛合金中马氏体转变开始温度为855℃,转变结束温度为818℃。

置氢Ti-55钛合金变形本构方程及高温增塑机理研究

钛合金的热氢工艺能够有效改善合金的热加工性能,进一步优化钛合金超塑变形条件。以Ti-55钛合金为研究对象,通过高温拉伸、金相观察等方法,建立了原始合金及置氢合金的高温变形本构方程,研究了原始合金和置氢合金的超塑变形行为以及变形后的微观组织,得出了合金氢致高温增塑的微观机理。研究发现,置氢能够降低合金的热变形激活能,置氢0.1 wt%合金相较于原始合金和置氢0.3 wt%合金具有更高的应变速率敏感性指数,达到了0.516;置氢0.1 wt%合金在变形过程中β相含量稳定,且在α相晶界上保持均匀分布,协调变形能力较强,能够抑制颈缩的形成,有利于提高伸长率,改善材料力学性能。

Ti-55钛合金三层空心结构件的超塑成形/扩散连接工艺研究

研究了Ti-55钛合金的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺。采用了先DB后SPF的工艺流程,确定了合理的工艺参数,成形出了Ti-55钛合金三层空心结构件。对三层空心结构件的整体成形质量和壁厚分布进行了分析,整体成形质量较好,厚度分布均匀。研究结果对于使用SPF/DB工艺制造Ti-55钛合金的多层空心结构具有借鉴意义。

置氢Ti-55钛合金在脉冲电流作用下的变形行为

通过热氢处理和电辅助成形工艺相结合来改善钛合金的热加工性能。以Ti-55钛合金为研究对象,通过电塑性拉伸、断口分析、金相观察等方法,研究置氢Ti-55钛合金在脉冲电流作用下的变形行为。研究发现,在施加脉冲电流条件下,随氢含量的增加,置氢合金的伸长率先增加后降低,峰值应力逐渐降低后稍有增加,其中置氢0. 4%合金伸长率最大,为28. 2%,峰值应力最小,为605. 8 MPa,与原始合金相比,其伸长率提高105. 8%,峰值应力降低27. 3%;置氢0. 4%合金中β相体积分数显著增加,有利于变形时晶界和相界的流动,因此表现出较高的伸长率和较低的流动应力。

Ti-55高温钛合金纯电塑性效应试验研究

通过电辅助等温拉伸与常规等温拉伸试验研究了脉冲电流对Ti-55高温钛合金拉伸变形行为的影响,并采用扫描电镜观察了Ti-55高温钛合金在不同条件下的微观组织与断口形貌变化。结果表明,Ti-55高温钛合金存在较为明显的纯电塑性效应,电辅助拉伸相较于常规等温拉伸在降低高温钛合金变形抗力与屈强比方面有着更显著的作用;电辅助变形试样的平均晶粒面积及小角度晶界所占比例在600℃时都大于常规热变形,700℃数据结果反转,说明电辅助作用下Ti-55高温钛合金发生动态再结晶所需的温度低于常规热变形;纯电塑性效应的存在增加了Ti-55高温钛合金微孔聚集性断裂的倾向。

Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能研究

研究了Ti-55钛合金超塑性板材的显微组织与力学性能。结果表明,显微组织均匀,晶粒极细的Ti-55钛合金超塑性板材,具有良好的室温拉伸性能和超塑性能。超塑性拉伸试验表明,在一定的变形温度范围(880～920℃)与变形速率(1.4×10-3S-1)下,Ti-55钛合金板材超塑性延伸率可达到700%以上。

Ti-55钛合金板材的超塑性变形及组织演变

研究了Ti-55钛合金板材在应变速率为8.30×10^(-4)～1.32×10^(-2)s^(-1)、变形温度885～935℃条件下的超塑性拉伸变形行为和显微组织演化。结果表明:细晶Ti-55钛合金板材表现出良好的超塑性,在温度925℃和应变速率为6.64×10^(-3)s^(-1)条件下,最大延伸率可达987%,即使在1.32×10^(-2)s^(-1)的高应变速率条件下也获得了872%的断裂延伸率。在应变速率不变的条件下,变形温度的升高,动态再结晶程度增大,有利于细小等轴的α相晶粒发生相转变。变形速率的不断降低,α相晶粒容易聚集并长大,α相含量减少,β相含量增加,材料塑性反而有所下降。此外,在超塑性变形的过程中,变形区域晶粒长大速度要大于夹头区域,随着变形程度的增大,α相的含量也随之减少,Ti-55材料的变形能够促使晶粒的聚合长大和α相的相转变。

置氢对Ti-55高温钛合金超塑变形行为的影响

钛合金的超塑成形技术在工业领域已经得到广泛的应用,但其成形温度高,成形速率低的问题大大限制了该技术的发展。向钛合金中添加适量的氢,可有效改善合金的热加工性能。以Ti-55高温钛合金为对象,通过金相观察、高温拉伸试验等方法,研究了置氢对合金微观组织和超塑变形行为影响,得出了氢含量、变形温度和初始应变速率对其伸长率和峰值应力的影响规律。研究发现,置氢0.1%之后,合金在825℃变形时伸长率提高了95.5%,峰值应力降低了37.8%;置氢0.1%使得Ti-55的最佳超塑成形温度降低了约125℃;置氢后合金对于变形温度和应变速率的变化更加敏感,且最佳超塑性的温度和应变速率范围变窄。