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大型钛合金隔框锻件等温精密模锻试制研究

郭鸿镇 , 姚泽坤 , 苏祖武 , 虢迎光 , 苏梅英 , 骆兴正 , 夏齐喻 , 楼瑞祥 , 武振林 , 谢宏 , 李园春 , 杨洪涛 , 王家宣

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.z1.112

钛合金飞机隔框件往往具有窄筋薄腹板等非对称特殊复杂形状,非常适合于进行近无余量精密体积成形.本研究采用等温精密模锻工艺成功地试制出了Ti-1023合金大型隔框锻件,锻件成形质量良好,形状尺寸大为精化,可节约大量贵重原材料和机加工工时.锻件流线沿外形合理分布,显微组织细小均匀,力学性能优异.以钛代钢,零件减重约40%.

关键词: Ti-1023合金 , 隔框 , 等温精密模锻 , 热处理

TC21新型钛合金的超塑性拉伸行为及组织演化

郭鸿镇 , 张维 , 赵张龙 , 姚泽坤 , 虢迎光 , 王保善 , 赵永庆 , 曲恒磊

稀有金属材料与工程

研究了新型高强高韧高损伤容限TC21钛合金的超塑性拉伸变形行为及组织演化规律.结果表明,TC21合金具有良好的超塑性和较宽的超塑性温度-应变速率范围(720℃～960℃,5.5×10-5/s～1.1×10-2/s).在最佳超塑性条件下(900℃,3.3×10-4/s),平均延伸率达到980%,最高延伸率达到1309%,平均流动应力仅为19.5 MPa.在超塑性拉伸过程中,试样变形区将发生明显的动态再结晶,使原始条状初生α相破断、细化和等轴化,促进超塑性的提高.随着变形温度提高、变形量增大和变形时间加长,将发生聚集再结晶,使再结晶α相合并长大成不规则的大片状,引起显微组织明显粗化,断口表面起伏增加.在最佳超塑性条件下,断口中形成了大而深的空洞,晶界滑动和晶间断裂特征明显.

关键词: TC21钛合金 , 超塑性 , 组织演化 , 再结晶 , 晶间断裂

形变热处理对Ti-1023合金组织和性能的影响

郭鸿镇 , 姚泽坤 , 兰芳 , 苏祖武 , 王慈校 , 虢迎光 , 苏梅英

稀有金属材料与工程

在等温变形条件下,研究了形变热处理对Ti-1023合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:形变热处理对Ti-1023合金组织细化及室温强度的提高有一定的作用,但这种作用较小.此作用较小的原因与近β型Ti-1023合金水冷时细针状马氏体α〃析出倾向小及等温变形时位错等晶体缺陷密度较低有关.

关键词: Ti-1023合金 , 等温锻造 , 形变热处理 , 显微组织 , 室温强度

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

姚泽坤 , 郭鸿镇 , 杨陈 , 屈育龙 , 陈泽军 , 虢迎光 , 苏梅英

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.z1.047

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.

关键词: Ti-17合金 , 等温锻造 , 显微组织 , 力学性能

等温变形量对600℃TG6高温钛合金组织性能的影响

王涛 , 郭鸿镇 , 赵严 , 姚泽坤 , 虢迎光 , 窦仲林

稀有金属材料与工程

利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、金相图像分析软件及宏观维氏硬度测定等手段研究等温锻造变形量对Ti-5.8Al-4.OSn-4.0Zr-0.7Nb-1.5Ta-0.4Si-0.06C(质量分数%,下同)钛合金锻件组织性能的影响.结果表明:随等温锻造变形量的增大,锻件组织中初生α相含量与次生α相厚度均呈现先减小后增加的趋势;拉伸强度先增大后减小而塑性基本上呈现相反的变化趋势:变形量10%的锻件组织演变以回复为主,而30%的锻件组织中β相发生了部分再结晶,初生α相则以回复为主,两变形量下锻件组织中的板条状α相是由Al元素偏析而形成的,该相可以有效地提高锻件的塑性:当变形量为50%时,锻件组织再结晶完全,形成具有20%左右初生α相的双态组织,锻件获得较佳的综合性能;当变形量为70%时,锻件先发生完全再结晶,后发生部分再结晶和回复,初生α相形态多样化,板条状α相由片状次生α相聚集长大而成;结合典型600℃用钛合金的拉伸性能分析可知,TG6合金最佳的等温锻造变形量为50%.

关键词: TG6合金 , 等温锻造 , 变形量 , 显微组织 , 拉伸性能

TG6合金等温变形条件下组织演变与性能的研究

王涛 , 郭鸿镇 , 赵张龙 , 姚泽坤 , 虢迎光

稀有金属材料与工程

采用不同的等温锻造火次和相同的总变形量,改变TG6合金锻件的加热时间和每火次变形量,对该合金等温锻件的显微组织演化与拉伸性能进行研究.结果表明:随等温锻造火次增多.组织中初生α相含量增多,片状次生α相长度和亚β晶粒尺寸先减小后增大,而片状α相的厚度递增.室温和高温拉伸强度随锻造火次的增加呈现先减少后增加的趋势,塑性则先增加后减小.1火次成形时变形量较大,锻件产生温升造成组织中初生α相较少,同时较多且细长的次生α相增加了该锻件的拉伸强度.3火次成形时由于合金中各相再结晶程度不同,使组织中亚β晶界处产生较多细小等轴α相,该相增加了锻件的塑性.5火次锻造时,锻件加热时间较长,造成组织中α相的聚集长大.TG6合金等温锻造多火次成形时,每火次变形量存在一临界范围,处于该范围内每火次锻后空冷时合金发生部分再结晶,形成较为细小的等轴α相,阻碍亚β晶界的迁移,致使亚β晶粒尺寸较小,同时也造成组织中等轴α相尺寸的不均匀.

关键词: TG6合金 , 等温锻造 , 锻造火次 , 显微组织 , 拉伸性能

形变、相变交互作用对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能影响规律研究

姚泽坤 , 郭鸿镇 , 杨陈 , 虢迎光 , 苏梅英

稀有金属材料与工程

主要研究了形变和相变交互作用对等温锻件显微组织和力学性能的影响规律.结果发现形变和相变交互作用对 Ti-17合金等温锻件的显微组织、力学性能有重大影响,经1次在β相区等温形变与相变交互作用,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,在两相区等温锻造后,得到有较厚α片层的网篮状组织,各项力学性能指标均较差;经β相区和α+β两相区 2次以上形变和相变交互作用并在β相区等温锻造后,得到的网篮组织中的条状α细小均匀,交互作用次数愈多,α条愈细小、扭曲;如果交互作用次数少,在两相区等温锻造后只能得到具有较厚α片层的网篮组织,交互作用次数多,则得到的是细小均匀的球状α组织,但各项力学性能指标均满足要求.

关键词: Ti-17合金 , 交互作用 , 显微组织 , 力学性能