- 2019年第36卷第2期文章目次
>研究與應(yīng)用
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何俊 , 惠瑞拓 , 曾衛(wèi)東 , 徐建偉 , 陳威
2019, 36(2).
摘要:本文采用深埋熱電偶動態(tài)測量坯料溫度變化并耦合有限元模擬建立了TC17鈦合金的加熱模型,對其升溫過程進行了模擬。結(jié)果表明：總換熱系數(shù)由輻射換熱系數(shù)和對流換熱系數(shù)組成,可通過數(shù)學(xué)運算獲得,其數(shù)值與坯料溫度有關(guān),隨坯料溫度增加,總換熱系數(shù)呈增大趨勢。通過對Ф500×500mm規(guī)格坯料的升溫過程進行有限元模擬,獲得坯料心部和半徑處的溫升曲線,經(jīng)過與熱電偶測得的實際溫升曲線對比,模擬曲線與實測曲線有較高的吻合度,坯料心部和半徑處到溫時間分別為196min和166min。采用小尺寸試樣進行β單相區(qū)加熱試驗,通過大尺寸坯料β晶粒尺寸的比較,驗證了有限元模型的準(zhǔn)確性。
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2019, 36(2).
摘要:本文采用增重法研究了表面有/無噴涂高溫潤滑劑的TA32鈦合金在熱成形溫度750℃~850℃范圍內(nèi)氧化10min-240h的氧化行為,通過SEM和EDS等微觀分析方法對氧化層的表面形貌和成分、截面厚度和成分進行分析,并對氧化機理進行探討。結(jié)果表明,750℃-850℃內(nèi)的氧化行為均符合直線-拋物線規(guī)律,800℃～850℃內(nèi)氧化速率迅速增加,氧化程度劇烈,溫度是TA32鈦合金氧化行為的重要影響因素之一。750℃時,氧化膜基本沒有脫落,800℃時氧化膜部分脫落,溫度升高到850℃時,氧化皮大塊脫落。750℃-850℃內(nèi),隨著保溫時間的增加,氧化膜逐漸增厚,氧化物由顆粒狀變?yōu)槎贪魻詈歪槧?氧化皮逐漸由致密變得疏松多孔,抗氧化能力逐漸下降。TA32鈦合金在750℃保溫240h時,氧化層結(jié)構(gòu)為：TiO<sub>2</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/基體；在800℃下氧化240h時,氧化層結(jié)構(gòu)為：TiO<sub>2</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/基體；在850℃下氧化240h時,表層氧化膜完全脫落。表面無噴涂試樣和表面噴涂氮化硼的試樣氧化規(guī)律一樣,均符合直線-拋物線規(guī)律,但表面無噴涂試樣的單位面積增重、氧化速率高于表面噴涂氮化硼的試樣,氧化膜厚度也更厚,說明氮化硼有很好的抗氧化性能。表面噴涂氮化硼的TA32鈦合金在750℃保溫240h時,氧化層結(jié)構(gòu)為：TiO<sub>2</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ TiO<sub>2</sub>/Ti<sub>3</sub>Al/基體。
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王新南 , 朱知壽 , 商國強 , 信云鵬 , 祝力偉 , 李靜 , 李明兵 , 劉格辰
2019, 36(2).
摘要:針對損傷容限型Ti-6Al-4V ELI合金δ200mm厚截面鍛件,開展了β熱處理工藝和準(zhǔn)β熱處理工藝試驗,對比分析了熱處理工藝對鍛件的強度、塑性、斷裂韌度、疲勞裂紋擴展速率的影響。研究結(jié)果表明,隨著第一重退火溫度從T<sub>b</sub>+15℃升高到T<sub>b</sub>+30℃、T<sub>b</sub>+60℃,鍛件塑性下降明顯。準(zhǔn)β熱處理工藝的塑性明顯優(yōu)于β熱處理工藝,源于其β晶粒尺寸較小。強度、斷裂韌度和疲勞裂紋擴展速率對β熱處理工藝溫度不敏感。為達到良好的強度-塑性-韌性的綜合性能匹配,Ti-6Al-4V ELI鈦合金厚截面鍛件宜采用較低熱處理溫度(如T<sub>β</sub>+15℃)的β熱處理工藝或準(zhǔn)β熱處理工藝。
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梁曉波 , 馬雄 , 張建偉 , 曾衛(wèi)東 , 鄭友平
2019, 36(2).
摘要:研究了雙尺寸板條組織的Ti-22Al-25Nb合金在650 ℃和700 ℃下的高周疲勞行為，采用升降法測試了合金的高溫高周疲勞強度極限，當(dāng)應(yīng)力比R=-1，循環(huán)周次Nf=107次時，650 ℃和700 ℃的疲勞強度極限分別為470 MPa和400 MPa。對于雙板條組織的Ti-22Al-25Nb合金，其疲勞裂紋既可萌生于試樣表面，也可萌生于次表面，并且高周疲勞裂紋在次表面形核的試樣具有更高的疲勞壽命。此外，研究發(fā)現(xiàn)雙尺寸板條組織在高溫高周疲勞損傷過程中以胞狀析出的形式發(fā)生B2→β+O相變，形成組織中的不均勻區(qū)域，促使疲勞裂紋在此優(yōu)先形核。
