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摘要:通過劇烈塑性變形(SPD)技術(shù)制備的超細晶鈦及鈦合金,不僅具有優(yōu)異的力學性能,其腐蝕性能也與普通粗晶材料明顯不同。概述了通過SPD制備的超細晶鈦及鈦合金的組織特點,從實現(xiàn)超細化前后耐蝕性能的變化方面,介紹了國內(nèi)外關(guān)于超細晶鈦及鈦合金腐蝕性能的最新研究進展。從位錯密度、織構(gòu)及晶粒尺寸分布等方面,歸納總結(jié)了不同因素對超細晶鈦及鈦合金腐蝕性能的影響。此外,還探討了未來超細晶鈦及鈦合金腐蝕行為的研究方向,以期為研制兼具高強度和優(yōu)良耐蝕性的新型材料提供借鑒。

摘要:利用共聚焦顯微鏡原位觀察了存在強織構(gòu)和正常兩種組織的TC4-DT鈦合金從室溫升溫至1 200℃過程中的組織演變,并且與在室溫下采用光學顯微鏡獲得的照片進行了對比研究。結(jié)果表明,試樣加熱溫度大于500℃時,無需化學浸蝕即可以進行原位觀察。試樣加熱至950℃(Tβ-35℃)時,可觀察到球狀α相逐漸消失,加熱至1 000℃(Tβ+15℃)后觀察不到球狀α相,判斷α→β相轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間應在950~1 000℃。此外,正常組織試樣加熱至1 000℃時已經(jīng)能觀察到β晶界和晶界滑移現(xiàn)象,而存在強織構(gòu)的組織加熱至1 170℃左右時才觀察到明顯的β晶界和晶界滑移現(xiàn)象。強織構(gòu)會阻礙晶粒再結(jié)晶長大,只有加熱至Tβ以上一定溫度時,晶粒才能再結(jié)晶長大。

摘要:以球形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金粉末為原料,開展了粉床電子束3D打印技術(shù)制備鈦合金樣品的工藝研究。通過分區(qū)成形工藝控制,在一次成形中完成多種熔化電流或多種掃描速度的并行實驗,快速獲得該合金粉末在不同熔化工藝下的成形樣品。粉床電子束3D打印成形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金的最佳工藝參數(shù)為熔化電流20 m A,掃描速度800 mm/s。在該工藝條件下,加工出的鈦合金樣品致密度高、內(nèi)部缺陷少、組織均勻。與傳統(tǒng)實驗方法相比,分區(qū)控制成形技術(shù)的研究效率提高150%,可大幅降低研發(fā)成本。

摘要:利用冷熱循環(huán)處理裝置對TC18鈦合金鍛件進行了冷熱循環(huán)處理工藝實驗,并研究了冷熱循環(huán)處理對該合金力學性能和尺寸穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,冷熱循環(huán)處理對TC18鈦合金的強度、塑性、斷裂韌性及硬度等力學性能影響不大,但對尺寸穩(wěn)定性具有顯著影響;深冷處理溫度過低對合金尺寸穩(wěn)定性不利。從提高尺寸穩(wěn)定性方面考慮,冷熱循環(huán)處理工藝應以深冷溫度-120℃、保溫時間24 h、循環(huán)處理次數(shù)3次為宜,此時圓環(huán)開口尺寸變化率與未冷熱循環(huán)處理相比降低了13.6%。

摘要:給出了收縮應變比(CSR)的測試原理及方法,研究了CSR與TA18鈦合金管材織構(gòu)、拉伸性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明,TA18鈦合金管材的織構(gòu)越強,管材的CSR值也會越高。通過研究TA18鈦合金管材在不同溫度下的拉伸性能,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的降低,TA18鈦合金管材的強度、塑性均升高,這主要與其在不同溫度下的塑性變形機制有關(guān)。TA18鈦合金管材的CSR值與屈強比、伸長率成正比關(guān)系,提高管材的屈強比、伸長率可提高CSR值。通過對TA18鈦合金管材的CSR值進行測定,可以反映管材徑向和周向的變形性能,解決了管材徑向和周向性能評價難題。

摘要:通過改變熱處理溫度和冷卻方式,研究了熱處理對TA12A鈦合金棒材微觀組織和力學性能的影響。研究表明:隨著TA12A鈦合金熱處理溫度的升高,初生α相含量減少,次生α相含量和尺寸逐漸增加,但初生α相和次生α相的總含量變化不大。爐冷會抑制次生α相的析出。片層α相會產(chǎn)生較多的相界面,從而產(chǎn)生強化作用,同時也會阻礙裂紋的擴展。當熱處理溫度為1 000℃、冷卻方式為空冷時,TA12A鈦合金棒材組織中片層α相較多,初生α晶粒和片層α束域尺寸較小,其綜合性能最佳。

摘要:利用Gleeble 3800型熱模擬試驗機對TC25G鈦合金進行了恒應變速率熱壓縮變形實驗,獲得了變形溫度為930~1 020℃、應變速率為0.001~50 s~(-1)、變形程度為60%條件下的組織演變特征。結(jié)果表明:應變速率對α相的含量和形狀基本沒有影響,而對β轉(zhuǎn)變組織的影響較大,高應變速率下呈帶狀,低應變速率下呈等軸狀;變形溫度對于控制α相含量有顯著影響,α相含量隨變形溫度升高而降低,960℃時,僅為8%,且較高的變形溫度下,β晶粒尺寸也相對粗大。

摘要:研究了普通退火、β退火的單重熱處理制度和強韌化的雙重熱處理制度對TA15鈦合金棒材組織和性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在普通退火溫度范圍內(nèi),合金組織形貌變化不大,均為等軸組織,合金的強度和沖擊韌性隨退火溫度的升高而增加,塑性基本保持不變;β退火得到粗大的魏氏體組織,綜合力學性能最差;在雙重熱處理過程中,第二重熱處理溫度主要影響片層α相的厚度,隨著第二重熱處理溫度的升高,片層α相厚度增加,合金的強度降低,沖擊韌性增加。當熱處理制度為975℃×1 h/WQ+850℃×2h/AC時,合金組織由約24%的初生等軸α相、55%左右的網(wǎng)籃α相和β轉(zhuǎn)變組織組成,此時合金具有良好的強韌性匹配。

摘要:通過超聲波探傷、金相分析及硬度試驗研究了鈦合金棒材冶金次生缺陷的波形特征和缺陷形貌之間的對應關(guān)系。結(jié)果表明,冶金次生缺陷會呈現(xiàn)冶金和次生2種缺陷的波形共生的特征。若棒材中存在偏析硬化裂紋,主反射波峰為裂紋反射回波;若棒材中存在組織異常次生孔洞缺陷,主反射波峰為孔洞反射回波,在主反射波峰周圍都會出現(xiàn)數(shù)目不等的波高在5%~10%之間的異常組織回波,探頭周向或軸向移動時,異常組織回波會出現(xiàn)小范圍的深度和波高的跳動,但是波峰高度遠小于主反射回波。

摘要:通過對規(guī)格為Φ10 mm×0.7 mm的Zr-4合金管材施加徑向單次及多次壓扁變形試驗,研究壓扁量和壓扁次數(shù)對氫化物取向的影響。研究表明,壓扁量大小對氫化物取向有明顯影響,當壓扁量≤0.3 mm時,氫化物取向基本不發(fā)生改變;當壓扁量>0.3 mm時,隨著壓扁量的增大氫化物取向因子明顯增大,這主要是由于該區(qū)域內(nèi)形成的拉應力導致氫化物產(chǎn)生了應力再取向析出效應。壓扁次數(shù)對氫化物取向的影響較小,隨著壓扁次數(shù)的增加,在大壓扁量下氫化物取向因子略有增加,而壓扁量較小時(0.3 mm)不發(fā)生改變。