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。

Ti6321钛合金焊接接头高温-中应变率力学性能及微观组织

采用Gleeble热模拟试验机对焊接接头不同区域进行了高温-中应变率压缩试验,研究了焊接接头不同区域组织对其力学性能的影响,分析了温度和应变率对其变形过程的影响。结果表明,在高温-中应变率压缩时,热影响区强度最高,母材区较差,焊缝区强度最差。高温下(350℃和550℃),随应变率增加(1s^(-1)和10s^(-1)),变形主导因素由应变硬化效应转变为热软化效应。母材绝热剪切敏感性较低,在高温-中应变率压缩变形时沿剪应力最大方向发生大范围晶粒协调变形。由于热影响区组织均匀,应变率的增加相对于温度的增加,更能促进热影响区绝热剪切带的生成。焊缝区压缩时,应力易于在晶界处集中,此时温度对其压缩变形时绝热剪切带的生成更为有利。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Ti65高温钛合金中16种元素

以盐酸-氢氟酸-硝酸混合酸体系溶解样品,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定Ti65钛合金中Al、Sn、Zr、Mo、Si、Ta、Nb、W 8种合金元素以及Cr、Mn、Cu、Ni、B、Y、Re、Fe 8种杂质元素含量的分析方法。考察了钛基体和共存元素对待测元素的影响以及硅标准溶液基体对Al元素测定的影响,采用基体匹配法消除了基体效应的影响,并通过合金元素匹配消除了光谱干扰。优化的仪器分析参数为高频功率1.2 kW,雾化气压力200 kPa。在优化实验条件下建立工作曲线,其线性相关系数均不小于0.9987,各元素的检出限为0.00003%~0.010%。采用该方法测定钛合金标准样品以及配制的Ti65钛合金模拟样品,实验结果与理论值相吻合。实验结果的相对标准偏差在8.6%以内,加标回收率为98.0%~104%。

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。

Si元素对Ti6246合金显微组织和力学性能的影响

为了提高航空发动机整体叶盘用Ti6246合金的力学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测和分析技术,研究了Si元素对Ti6246合金力学性能及硅化物析出的影响,并结合JMatpro软件分析了硅化物的成分、结构及析出机制。结果表明,Si元素含量从0%增加到0.1%(质量分数,下同)时,Ti6246合金455℃的残余蠕变下降较为明显;Si元素含量为0.2%时,Ti6246合金中有硅化物析出,室温塑性出现波动,残余蠕变与0.1%合金相比变化不大;Si元素含量为3.0%时,Ti6246合金拉伸强度高、塑性较差,与Si元素含量不大于0.2%的合金相比,残余蠕变略有上升,组织中出现粗大的(Ti,Zr)_(6)Si_(3)(S_(2)型)硅化物。含3.0%Si元素的Ti6246合金中,硅化物在凝固过程中由液相析出,αp相与β相中无析出。TEM分析结果显示,硅化物与基体具有非共格的取向关系:(2201)S_(2)~(1011)α;(1120)S_(2)∥(1456)α。Zr、Si原子间更大的结合力促进了硅化物的析出,但由于液相中大量析出(Ti,Zr)6Si3硅化物,造成固相基体中Zr元素严重匮乏,因此在后续的时效过程中无二次硅化物析出。粗大的S_(2)型硅化物对晶界和α/β相界的强化效果不明显,故含3.0%Si元素的Ti6246合金蠕变性能未得到提高。

Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法

申请号:CN202211052421.X申请日:2022-08-29公开(公告)日:2023-12-19公开(公告)号:CN115740306B申请(专利权)人:西部超导材料科技股份有限公司摘要:本发明公开的Ti6Al4V钛合金棒材的制备方法包括高温锻造、低温锻造+高温锻造、低温拔长及成形锻造。本发明摒弃了传统的棒材自由锻多火次镦拔的工艺方案,采用高低高工艺,充分利用再结晶与温度和时间的关系,通过高低两个温度段的坯料拔长锻造,采用拔长弹簧砧和成形弹簧砧拔长成形工艺,有效实现Ti6Al4V钛合金棒材组织的细化均匀以及锻造过程中的一致性,且能够大幅提高生产效率及成品率。

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%。

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。

TA2钛表面激光合金化制备耐1000℃高温氧化Ti_5Si_3/Ti_3Al复合涂层

为了提高钛和钛合金表面的抗高温氧化能力,使用先预置一层硅粉后预置一层铝粉方式,采用激光合金化技术在TA2钛表面制备出耐1000℃高温的Ti_5Si_3/Ti_3Al复合涂层,并采用XRD、SEM和等温氧化技术对激光合金化后涂层的组织特征和1000℃、50h空气等温氧化性能进行了系统研究。研究结果表明:涂层主要由初生的Ti_5Si_3相和Ti_5Si_3/Ti_3Al共晶组织组成;复合涂层经过1000℃、50h空气等温氧化后的氧化增重速率约为基体的1/12;复合涂层的氧化产物主要是Ti O_2、Al_2O_3和SiO_2;复合涂层中Ti_5Si_3和Ti_3Al两相的存在是其抗高温氧化性能提高的主要原因。

高温钛合金BTI-62421S激光焊接及超塑应用工艺研究

采用激光焊工艺能很好地保证钛合金超塑成形时的气密性要求,表明超塑成形结合焊接技术能够一次成形出多层中空结构零件,在型号产品上应用具有很大应用前景。

BTi-6431S高温钛合金铣削加工切屑的微观形貌研究

对近α高温钛合金BTi-6431S铣削加工切屑的三维微观形貌进行了研究。分析了切屑自由面、背面、侧面和顶面的形貌及组织结构的特征。结果表明,切屑的自由面主要由主截面和角截面组成,主截面是由底切削刃形成,角截面是由角切削刃和侧切削刃形成,主截面褶状结构的频率远大于角截面,而角截面的褶皱程度更大。在切屑背面可以观察到角切屑刃和底切削刃形成的交线。切屑的顶面呈现出明显的锯齿状,且切屑的锯齿化程度随着进给量的增加而增加,使锯齿形切屑向单元切屑转变。在低的进给量下,剪切带内的α相和β相结构被拉长,沿剪切方向取向,随着进给量的增加,剪切带中的β相转变为α相。

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。

BTi6431S高温钛合金激光焊接头性能及应用研究

研究了BTi6431S高温钛合金激光焊接接头的显微组织及力学性能,并在某型号进气道拐弯段中得到应用。结果表明:BTi6431S高温钛合金激光焊缝组织为初生的α相和大量针状α′相,呈现出"篮网状"组织,热影响区组织为初生α相、少量的β相及针状α′相。激光焊接接头常温抗拉强度与母材的基本相当,断后伸长率约为5%,超塑后母材及焊缝力学性能满足使用要求。

新型高温钛合金BTi-62421s的铸造性能及力学性能

研究了新型高温钛合金BTi-62421s的铸造性能及力学性能。结果表明:BTi-62421s合金流动性和充填性比ZTA2、ZTC4差,但优于Ti-55;凝固收缩特点与ZTC4相近,两者收缩率相当,均有集中缩孔倾向,收缩率小于Ti-55;抗裂性优于Ti-55,比ZTC4差;铸造组织为近α态,高温力学性能优异。

Ti60高温钛合金氧化行为研究

研究Ti60高温钛合金在600～750℃范围内的氧化行为。氧化增重试验及XRD、SEM分析结果表明,Ti60合金在600～750℃范围内氧化0～100h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在1～2之间,氧化激活能为256kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律。在600℃氧化100h及750℃氧化10h,氧化产物为TiO2,经750℃、100h长时间氧化后,表面有少量Al2O3生成,氧化物优先沿原始β晶界形核。氧除了会在试样表面形成氧化层外,还会向基体中扩散形成脆性富氧层,从而影响合金力学性能。随着氧化温度的升高和时间的延长,富氧层厚度增厚。

Ti600高温钛合金蠕变前后的组织变化

通过 OM,TEM等对航空用近 α高温钛合金 Ti60 0试样蠕变前后的显微组织进行了观察研究 ,结果发现 :随着蠕变条件的不同 ,硅化物粒子 (Ti5Si3)和 α2 (Ti3Al)粒子有着不同程度的析出 ,而且合金的残留 β相及次生 α相也有相应的变化。在蠕变过程中 ,α2 粒子的析出阻碍位错移动 ,强化了合金基体。稀土氧化物粒子 (Y2 O3)在蠕变前后比较稳定 ,其形貌和大小没有多大变化 ,粒子平均直径为 0 .6μm左右 ,最大直径不超过 1 μm。还研究了 60 0～650℃之间的蠕变试样 ,通过 TEM观察得知 ,在 650℃ /1 50 MPa/1 0 0 h试验条件下 ,Ti60 0合金的组织形貌仍然没有大的改变。

Ti600高温钛合金中析出物与蠕变性能的关系

根据Ti600合金中析出物的特点,设计5种热处理工艺,研究不同热处理工艺下合金的蠕变性能。结果表明:Ti600合金经1060℃固溶处理后,随着时效时间的延长,蠕变过程中动态析出效应逐渐减弱,合金对应的抗蠕变性能增强。在时效过程中,当有α2相形成时,合金具有最强的蠕变强化效应。Si元素无论是以固溶状态还是以析出状态存在,都具有蠕变强化作用,但固溶状态的强化效果优于析出状态的。固溶后时效时间的不同表明Ti600合金存在不同程度的蠕变动态析出强化效应,但是这种强化效应也伴随着析出物形成过程的扩散效应,这种扩散效应抵消了动态析出的强化效果。因此,为了强化蠕变性能,合金应该在充分时效的情况下使用。

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。

700℃时高温高强BTi-6431S合金的组织与力学性能

较全面地介绍一种650～700℃时短时使用的新型高温高强钛合金BTi-6431S的组织和性能,包括该合金的室温和高温拉伸性能、短时蠕变和短时持久性能及显微组织。试验数据表明:该合金棒材、板材具有较高的室温强度和室温塑性,特别是在650～700℃显示出比现有常规高温钛合金更高的高温强度以及大载荷持久和蠕变的良好匹配,可用于650～700℃短时使用的宇航结构件。