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。

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。

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。

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。

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。

国内阻燃钛合金工程化技术研究进展

阻燃钛合金的研制是防止"钛火"事故的最直接的方法。美国、英国和俄罗斯等均在积极开展阻燃钛合金的阻燃机理及其工程化技术研究,我国阻燃钛合金的基础研究起步较早,但在工程化技术开发及应用方面停滞多年,导致被发达国家拉开差距。近五年来,在材料研制单位和应用研究单位的共同努力下,Ti-V-Cr系阻燃钛合金工程化技术取得了显著进步。本文主要综述了近几年来国内阻燃钛合金工程化技术研究的最新进展;重点介绍了Ti40和WSTi3515S合金大型铸锭、大棒材及大尺寸板坯和环锻件的研制情况,并介绍了阻燃钛合金机械加工技术和摩擦点燃阻燃性能评价方法,最后对我国阻燃钛合金未来发展进行了展望。

钛合金改善X80管线钢中硫化物析出的研究

管线钢中的MnS对管线钢的韧性、焊接性能、应力腐蚀断裂等性能都有着不可忽视的影响。以不同S含量的X80管线钢为研究对象,通过加入不同的Ti含量控制MnS的生成,使其生成Ti4C2S2。运用Factsage软件模拟计算,探讨了Ti含量对MnS析出的影响,计算得到了不同S含量下Ti4C2S2析出时的临界Ti含量。在实验室条件下,制作了不同Ti、S含量下的试样,采用SEM、EDS观察不同条件下试样中夹杂物的形貌、尺寸和成分变化。研究表明,管线钢中加入Ti合金可以使MnS转化生成Ti4C2S2,且随钢中S含量的提高其要求转化生成Ti4C2S2的Ti含量也需提高。