【摘 要】
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在变形Ti-55基础上进行合金成分微调和精铸成型研究,并考察不同热处理制度对合金性能的影响.结果表明,适当增加间隙元素的含量,合金在保持其室温塑性的前提下,其室温和高温强度都得到明显提高.优化成分的铸造Ti-55合金显示出良好的综合性能,其室温性能:σb≥930 MPa,σ0.2≥830 MPa,δ5≥7％;在600℃的性能:σb≥550 MPa,σ0.2≥480MPa,δ5≥10％.利用Y2O3
【机 构】
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中国科学院金属研究所,辽宁 沈阳 110016
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在变形Ti-55基础上进行合金成分微调和精铸成型研究,并考察不同热处理制度对合金性能的影响.结果表明,适当增加间隙元素的含量,合金在保持其室温塑性的前提下,其室温和高温强度都得到明显提高.优化成分的铸造Ti-55合金显示出良好的综合性能,其室温性能:σb≥930 MPa,σ0.2≥830 MPa,δ5≥7％;在600℃的性能:σb≥550 MPa,σ0.2≥480MPa,δ5≥10％.利用Y2O3模壳技术解决了Ti-55大型件的成型和反应性问题。
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TiAl金属间化合物热加工窗口非常窄,通常轧制工艺很难同时满足各参数要求.本研究采用刚粘塑性有限元法,通过改变被加工工件的加热温度、包套厚度、转移时间、轧制速度等工艺、设备参数,对TiAl合金板材包套轧制过程进行了三维热力耦合模拟,分析了温度、形变和应力的变化规律,优化了包套设计方案和轧制工艺路线,为TiAl合金板材轧制工艺设计提供参考.
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研究了在扩径变形段中心线采用阿基米得螺线的基础下,进一步采用MSC公司的Superform软件对不同推制速度,及推制温度对钛环形管壁厚均匀性的影响进行了模拟.在研究中,模拟了3种推制速度,并考察了不同推制温度对热推扩成形弯管的影响.结果表明:扩径变形段中心轴线采用曲率半径渐变的阿基米得螺线,有利于管坯凹面金属充分向凸面流动,避免了传统弯曲变形内侧受压增厚,外侧受拉减薄;在优化阿基米得螺线系数及扩径
针对钛合金构架的工艺要求,依据焊接变形的受力方向,预测钛合金型材的变形程度和趋势,正确计算焊缝的收缩量,制定并实施合理的装配焊接工艺,保证型材的平面度、垂直度公差和焊接强度,并且保证构架的装配形位公差,采用合理的工艺方法使装配焊接达到设计技术要求.
研究了不同变形量(50％～80％)对Ti-26合金变形后、及变形+固溶时效后的显微组织和力学性能的影响规律.结果发现:未热处理前,变形量越大,变形合金得到的β晶粒尺寸越小,变形量与晶粒尺寸之间近似于双曲线关系;经过固溶时效处理后的组织出现了弥撒分布的α相,变形量越大,析出α相越多.该合金热处理后随变形量的增加,强度变化不大,但塑性提高.以80％变形量的固溶时效态的综合力学性能最好.
通过调整冷却速率,调整了TA15ELI合金魏氏组织中α片层宽度和α集束直径,研究了各类型魏氏组织的损伤容限性能。包括:拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展性能,并按Paris公式计算了相同外界条件下各类型魏氏组织的剩余疲劳寿命.结果表明,采用β处理后空冷的魏氏组织具有较好的损伤容限性能,剩余疲劳寿命达到1.388×106周,其显微组织特征参数为:α片宽约2μm,α集束直径约80μm.
采用XRD、扫描电镜/能谱和透射电镜分析了铸态、锻态、轧制态以及热处理态的Ti-43Al-9V-Y合金的显微组织及变化规律.结果表明,铸态合金为晶粒细小的近层片组织,晶粒(层片团)尺寸约80 μm.锻态Ti-43Al-9V-Y合金为流线犁组织,合金发生层片碎化和动态再结晶,组织细化显著.轧态Ti-43Al-9V-Y合金形成主要由γ相和B2相构成,γ晶粒尺寸约为20μm,B2相呈网络状分布在γ晶粒周
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针对TA16钛合金导管开展了常规TIG焊和真空感应钎焊试验以及接头室温和高温拉伸性能测试,对比分析了2种接头的拉伸性能和断口形貌.结果表明:采用TA2焊丝和B-Ti57CuzrNi-S钎料进行TA16导管的TIG焊和真空感应钎焊,能够获得良好的接头;TA16钛合金导管TIG焊的对接接头强度基本与母材等强,TIG焊和真空感应钎焊搭接接头强度分别达到母材的90％以上;随着温度的升高,TA16导管TIG
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