Ti53311S钛合金热变形的组织和机制分析(英文)

采用改进静滴法测定了1773～1873K温度范围内熔融Ni-（5～10）W（质量分数,%）合金在Al2O3基板上于Ar＋3%H2气氛下的表面张力数据。熔融Ni-W合金的表面张力随着温度的升高而降低。在此基础上采用Butler模型推导了表面张力随温度与浓度的变化情况,计算了合金体系中元素的偏聚情况。表面张力的计算结果与测量值的符合度较高。W在合金表面的浓度低于体相浓度。用Gleeble-1500型热模拟试验机对Ti53311S钛合金在温度为880～1080℃,应变速率为0.001～10s-1的条件下进行高温压缩变形行为的研究。测试了其真应力-真应变曲线,采用双曲正弦本构方程计算出激活能,双相区为641kJ/mol,β相区为244kJ/mol。观察了变形后的显微组织,并分析了其变形机制。结果表明：该合金对温度和应变速率敏感,不同变形条件下应力值变化很大;应变速率敏感指数（m）随温度升高而降低,而变形激活能（Q）随温度升高而增大。合金的变形机制在双相区为晶界滑移和晶粒球化,在β单相区为动态回复。

热变形参数对Ti53311S合金组织的影响

在Gleeble-1500热模拟机上对Ti53311S合金进行了变形温度为880～1080℃、变形速率为0．001—10s^-1的热压缩试验，分析了合金的热变形行为并观察了金相组织。结果表明，该合金流变应力均随应变速率的增加而升高，随温度的升高而降低。在相变点以下变形，随温度增加，合金中β相数量有所增加，但晶粒尺寸变化不大。在高温两相区980℃变形，低应变速率的组织较粗大，中等变形速率0．1s^-1可以得到晶粒细小、均匀的组织，而应变速率高于1s^-1，则会造成变形组织明显不均匀。在高温β区变形时的变形机理主要为动态回复，而且在该回复区域增加变形量并不能起到细化组织的效果。

热加工对Ti53311s钛合金显微组织和力学性能的影响

Ti53311s合金是一种适于550℃使用的耐热钛合金,本文对该合金在不同热加工条件下的显微组织进行了研究。结果表明,Ti53311s合金在β→α+β转变温度以下,经单向拔长锻造的棒材的室温、高温性能与镦拔锻造的棒材相当。

连接参数对Ti53311S高温钛合金TLP连接接头性能的影响

采用Cu作为中间层实现了Ti53311S合金的TLP连接,通过SEM、EDS方法分析了接头界面的微观组织,研究了接头界面微观组织及力学性能随TLP连接温度及保温时间的变化规律。结果表明:TLP连接接头的典型界面结构为Ti53311S/β-Ti/Ti、Cu(Sn)金属间化合物/β-Ti/Ti53311S。随着TLP连接温度的升高或保温时间的增加,焊缝宽度逐渐增加,Cu元素向母材侧的扩散程度更加充分,化合物相分解消失,接头室温抗拉强度先大幅升高后趋于稳定,连接工艺为980℃/20 min时,接头抗拉强度达到最大值899 MPa。

热处理工艺对Ti53311S钛合金组织与性能的影响

研究了低温退火和高温淬火+时效两种热处理方式对Ti53311S钛合金棒材显微组织与力学性能的影响。实验结果表明:经两种不同热处理制度处理后,均能获得满足Q/XB 1517—1998标准要求的Ti53311S钛合金棒材。经650℃低温退火处理后可获得等轴α+β组织,经高温淬火+时效处理后可获得等轴初生α+含针状α的转变β双态组织。在生产中,可根据实际情况选取更为适宜的热处理方式,其中,较为经济的热处理方式为650℃×60min/AC;可获得较好力学性能的热处理方式为980℃×(30～90)min/WQ+650℃×6h/AC。

钎焊温度对Ti53311S高温钛合金接头界面结构及力学性能的影响

以Ti53311S高温钛合金接头为研究对象,分析了Ti53311S高温钛合金接头钎焊前后的界面结构和力学性能。结果表明,随着钎焊温度的升高,（Ti,Zr）2（Cu,Ni）化合物带逐渐消失,初生α相全部转换为β相,最终转变成为片状结构的（α＋β）两相组织。

TiZrNiCu钎料钎焊Ti53311S高温钛合金接头界面结构及性能

采用TiZrNiCu钎料实现了Ti53311S高温钛合金的钎焊连接,通过SEM、EDS、微区XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响规律。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:Ti53311S/α+β/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物/α+β/Ti53311S;随钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物数量不断减少,当钎焊温度超过α+β→β转变温度时,钎缝及钛合金母材均形成片层状α+β组织;接头抗拉强度随钎焊温度升高逐渐增加后趋于稳定,当在1010℃/10 min条件下钎焊时,接头平均抗拉强度最大为912.8 MPa,断口分析表明,断裂发生于钎缝处,为脆性解理断裂。