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。

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。

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。

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。

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。

热处理工艺对Ti62421s高温钛合金组织与力学性能的影响

研究固溶温度和时效温度对Ti62421s高温钛合金显微组织、相成分和常温拉伸性能的影响。结果表明:在两相区进行固溶处理时,随着固溶温度的升高,合金组织中的α相减少,β转变组织(βt)增多,当固溶温度进入β相区后为篮网状β转变组织;随着时效温度的升高,α相长大;随着固溶温度和时效温度的升高,β转变组织中只有Al含量升高,其他合金元素的含量都下降;随着固溶温度的升高,强度和断面收缩率先升高后迅速降低,伸长率逐渐下降;经(980℃,1h,AC)+(550℃,8h,AC)热处理后,合金可以获得较好的综合性能,抗拉强度达1077.04MPa,伸长率达13.6%,断面收缩率为26.02%。

Ti62421s钛合金的热变形行为及加工图

在变形温度为900-1 060℃和应变速率为0.001-10 s-1条件下,对Ti62421s合金进行变形量为60%的热压缩变形,以研究Ti62421s合金的热压缩流变应力行为。研究温度与应变速率对Ti62421s热变形流变应力的影响,建立Ti62421s合金热变形流变应力的本构方程和加工图。研究结果表明：合金在热压缩过程中,流变应力随着应变的增大而增加,达到峰值应力后逐渐趋于平稳;当在高应变速率（10 s-1）下变形时,出现不连续屈服现象;应力峰值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而呈减小趋势;合金最佳变形工艺参数为：温度θ=980℃,应变速率ε=0.01-0.1 s-1。

Ti-6-22-22S合金大棒的显微组织与力学性能

研究了6种热处理制度对Ti-6-22-22S合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,该合金锻态为细网篮组织,在接近相变点温度固溶并经低温时效后,得到杂乱网蓝组织+少量初生等轴α或晶界条状α的混合网篮组织,三重热处理后得到针状网篮组织。选择适当的热处理制度,可以得到较佳的综合性能。

热加工温度对Ti6242S合金小规格棒材组织及性能的影响

采用SXP-16精密锻造机,分别以920、940、960℃三种不同的热加工温度将85 mm的Ti6242S合金棒坯精锻至32 mm叶片用小规格棒材。研究了三种不同热加工温度对Ti6242S合金棒材显微组织、力学性能及探伤杂波水平的影响。结果表明:随着热加工温度的提高,初生α相含量降低,等轴化提高;经过相同的热处理制度(980℃×1 h/AC+595℃×8 h/AC)处理后,三种不同温度热加工的棒材显微组织和力学性能相当;随着热加工温度的提高,棒材的杂波水平提高。

Ti62421s钛合金基体/离子镀CrN涂层的微观表征与高温氧化行为

采用电弧离子镀（AIP）技术在Ti62421s钛合金基体表面沉积CrN涂层。测定了Ti62421s钛合金和CrN涂层/钛合金基体试样在700-900℃氧化时的动力学曲线,进而通过扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）分析与X射线衍射分析（XRD）研究Ti62421s钛合金及CrN涂层/钛合金界面在800℃及900℃氧化前后的显微组织和物相组成。结果表明：在700-900℃静态空气中氧化200h过程中,CrN涂层对钛合金基体有很好的保护作用。在800℃和900℃静态空气中氧化200 h后,Ti62421s钛合金表面形成TiO2、Al2O3氧化膜。CrN涂层/钛合金基体试样在800℃氧化200 h后,CrN涂层表面生成片层状Cr2O3膜;在900℃氧化200 h后,涂层中发生CrN向Cr2N的相转变,涂层的抗氧化能力降低。800℃和900℃分别氧化200 h后,CrN涂层/钛合金基体界面处形成Ti2N相。

Ti6242s合金本构关系的研究

设计了Ti6242s合金的高温热模拟压缩试验,得到该合金的真应力-真应变曲线。发现降低温度和升高应变速率能使峰值应力增加,并且出现应力软化。采用双曲正弦函数模型,对真应力-真应变曲线进行线性回归,建立了Ti6242s合金高温热变形本构方程。采用该方程得到的计算结果和实验结果吻合较好。

Ti6242s钛合金锻件的组织和性能

Ti6242s钛合金具有高强、高韧及良好的蠕变性能匹配,在航空工业中得到广泛的应用。本文针对航空材料标准AMS 4975H技术条件要求,通过锻造成形制备出符合该技术条件要求的长条锻件。成品双重退火处理后,锻件组织为等轴α+β转。性能测试结果表明,该法制得的锻件性能指标均优于AMS4975H技术条件要求。

Cr含量对Ti5Mo5V3Al-xCr系合金组织及性能的影响

对Ti5Mo5V3Al-x Cr(x=1.0,3.0,5.0,7.0,9.0)系五种合金分别在β单相区和(α+β)两相区固溶水淬处理后,并在同一温度时效后的力学性能进行了研究。结果显示,合金的时效强度随着Cr含量的增加而逐渐降低。通过扫描电镜SEM及XRD等分析测试手段,详细分析了五种合金在各种热处理状态下的相构成、相含量、尺寸形貌等微观因素与宏观力学性能之间的相关性。结果显示Ti5Mo5V3Al-x Cr系合金的强化机制主要是由于时效过程中析出的αs相造成的。合金强化效应的大小则与αs相析出的数量、尺寸密切相关,而αs相的析出机制主要由Cr元素在合金系中的含量所决定。

生物医用钛合金TiN涂层微磨粒磨损及耐蚀性初步研究

对生物医用Ti6Al4V合金表面TiN涂层机械力学性能进行了研究,在分析力学性能的基础上,考察了TiN涂层在蒸馏水和Hank’s模拟体液中的耐磨性,并在Hank’s模拟人体体液中研究了TiN涂层在静态环境中的腐蚀行为。结果表明:在Ti6Al4V合金表面沉积TiN涂层后,其耐磨性和耐蚀性大大提高,有利于改善钛合金在人体环境中的使用寿命。

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。

热处理对Ti6242S合金组织和性能的影响

研究了不同热处理制度对Ti6242S合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti6242S合金在α+β两相区热处理后得到双态组织。随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,强度增加,塑性降低;随着时效温度的提高,析出的次生α相的数量增多,强度先增加后降低,塑性变化不明显。随着冷却速度的提高,合金强度显著升高,塑性降低。本试验得到的最佳热处理制度为965℃×1 h,空冷+595℃×8 h,空冷,可获得良好的组织和性能。

显微组织对Ti6242S钛合金高温蠕变性能的影响

对2种初生α相含量不同的Ti6242S合金进行240 MPa,510℃下的蠕变试验,研究合金组织对其蠕变性能的影响。结果表明：初生α相含量高的合金出现蠕变畸变区的数量大于含量低的合金,且其减速蠕变阶段的蠕变速率达到了2.75×10^（-6）s^（-1）,蠕变35 h时塑性应变达到0.043%,达到0.1%的塑性应变的时间仅仅74 h,相比初生α相含量低的合金抗蠕变性能差。

热处理对Ti6242S钛合金组织性能及探伤的影响

采用固溶时效及退火两种工艺对Ti6242S钛合金大棒材进行热处理,研究了不同热处理坯料尺寸对显微组织、力学性能以及探伤杂波水平的影响。结果表明:固溶时效态Ti6242S钛合金大棒材越靠近心部初生α含量越高,而退火态显微组织中等轴初生α相含量较固溶时效态更高;普通退火处理后蠕变性能较差,固溶时效态综合性能最好;固溶时效处理后大棒材水浸探伤底波的均匀性略有提高,而普通退火无此效果。

熔炼方式对Ti6242S钛合金棒材组织性能的影响

利用1350 kW型国产化的电子束冷床熔炼(EB)炉及真空自耗熔炼炉制备Ti6242S钛合金铸锭,并对制备的Ф200 mm棒材的微观组织及力学性能进行了对比分析。经EB一次熔炼铸锭的凝固组织均匀、细小,EB熔炼的特性造就了最终棒材力学性能的稳定性。(EB+VAR)棒材的微观组织及力学性能均优于EB棒材,这与VAR重熔的成分均匀化有直接的关系。应用EB炉制备工业化Ti6242S钛合金铸锭的工艺,完全能够满足航空发动机关键零部件的使用要求。