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一种高强钛合金疲劳裂纹扩展行为

航空材料学报 2024年第2期44卷 176-183页

作者：王欢辛社伟郭萍强菲张磊乔忠立赵永庆西北有色金属研究院西安710016

高强Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe(Ti-5321)合金是顺应我国新一代飞机对高性能钛合金的需求设计而开发的一种新型高强损伤容限型钛合金。以Ti-5321合金为研究对象,构造等轴组织(EM)、网篮组织(BW)和细网篮组织(F-BW)三种典型组织,研... 详细信息

高强Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe(Ti-5321)合金是顺应我国新一代飞机对高性能钛合金的需求设计而开发的一种新型高强损伤容限型钛合金。以Ti-5321合金为研究对象,构造等轴组织(EM)、网篮组织(BW)和细网篮组织(F-BW)三种典型组织,研究拉伸及疲劳裂纹扩展行为,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察组织和断口,揭示高强钛合金Paris及失稳扩展区的疲劳裂纹扩展机制。结果表明:三种组织试样的抗拉强度均在1200 MPa以上,且整个裂纹扩展阶段均表现出优异的疲劳裂纹扩展抗力;细网篮组织疲劳裂纹扩展抗力最高,等轴组织疲劳裂纹扩展抗力最低;Paris区及失稳扩展区疲劳裂纹主要以穿过初生α相和沿着初生α相两种方式进行扩展,裂纹扩展方式与α相的晶体学取向密切相关,裂纹倾向于穿过有利于(1010)锥滑移的α丛域,绕过有利于(1011)柱滑移的α丛域。

关键词： Ti-5321合金细网篮组织断口形貌疲劳裂纹扩展机制

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Si元素对钛合金热稳定性影响研究

钛工业进展 2024年第1期41卷 1-7页

作者：朱培亮辛社伟毛小南张思远刘卓萌东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 西北有色金属研究院陕西西安710016

在不同温度下对3种不同Si含量的Ti-Si二元合金进行100h的热暴露实验,并通过力学性能表征其热稳定性,研究了Si元素对钛合金热稳定性的影响。结果表明,在实验条件下,Si元素的加入提高了合金的抗拉强度,Si含量越高,强度提升幅度越大;在热... 详细信息

在不同温度下对3种不同Si含量的Ti-Si二元合金进行100h的热暴露实验,并通过力学性能表征其热稳定性,研究了Si元素对钛合金热稳定性的影响。结果表明,在实验条件下,Si元素的加入提高了合金的抗拉强度,Si含量越高,强度提升幅度越大;在热暴露过程中,当热暴露温度高于450℃时,Ti-Si合金的抗拉强度呈下降趋势,经500℃/100 h热暴露处理后表现出最差的热稳定性,其中Ti-0.4Si合金的伸长率降低至28.0%。Si元素扩散与偏聚形成的Ti_(5)Si_(3)是影响Ti-Si合金热稳定性的主要因素。

关键词： Si元素钛合金热稳定性 Ti_(5)Si_(3)

Effect of strain rate and temperature on the deformation behavior in a Ti-23.1Nb-2.0Zr-1.0O titanium alloy

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Journal of Materials Science & Technology 2021年第14期73卷 52-60页

作者： Yi Yang Di Xu Sheng Cao Songquan Wu Zhengwang Zhu Hao Wang Lei Li shewei xin Lei Qu Aijun Huang School of Materials Science and Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Department of Materials University of ManchesterOxford RoadManchester M139PLUK Institute of Metal Research Chinese Academy of SciencesShenyang 110016China Northwest Institute for Non-ferrous Metal Research Xi'an 710016China Department of Materials Science and Engineering Monash UniversityClayton.VIC 3800Australia

The compression behavior of a Ti-23.1 Nb-2.0 Zr-1.00(at.%)alloy was investigated at strain rates from 0.1 s_(-1) to 1000 s_(-1) and temperatures from 100℃to 200℃on a Gleeble 3800 system and Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB)compressive *** microscopy,electron backscatter diffraction(EBSD),Xray diffraction(XRD)and transmission electron microscopy(TEM)were employed to characterize the microstructure evolution during the *** deformation phenomena,including dislocation slip,twinning of both{332}{113)and{112}{111}modes,stress-inducedα"martensite(SIMα")and stress-inducedω(SIω)transformations,were *** preferred activation of twinning and SIωtransfo rmations was observed in the sample compressed at lower temperatures and/or higher strain *** underlying mechanism is that twinning and stress induced phase transfo rmations are attribute to higher stress concentrations atβgrain boundaries and additional energy supplied by a higher strain rate,as well as high stacking fault energy because of higher temperature.

关键词： Titanium alloy Plastic deformation Strain rate Temperature Microstructure

Formation of Face‑Centered Cubic Phase in Ti35 Alloy Under In Situ Heating Transmission Electron Microscopy

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2023年第3期36卷 486-494页

作者： Jianan Hu Mengmeng Yang Wenlong Xiao Hao Wang Dehai Ping Chengze Liu shewei xin Songquan Wu Kai Zhang Yi Yang Lai‑Chang Zhang Aijun Huang School of Materials and Chemistry University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Key Laboratory of Aerospace Advanced Materials and Performance of Ministry of Education School of Materials Science and EngineeringBeihang UniversityBeijing 100191China School of Chemical Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001China Xi’an Rare Metal Materials Institute Co.Ltd Xi’an 710016China Northwest Institute for Non-Ferrous Metal Research Xi’an 710016China School of Engineering Edith Cowan University270 Joondalup DriveJoondalupPerthWA 6027Australia Department of Materials Science and Engineering Monash UniversityClaytonVIC 3800Australia

A thermally induced hexagonal close-packed(HCP)to face-centered cubic(FCC)phase transition was investigated in anα-type Ti35 alloy with twinned structure by in situ heating transmission electron microscopy(TEM)and ab initio *** observations indicated that the HCP to FCC phase transition occurred both within matrix/twin and at the twin boundaries in the thinner region of the TEM film,and the FCC-Ti precipitated as plates within the matrix/twin,while as equiaxed cells at twin *** crystallographic orientation relationship between HCP-Ti and FCC-Ti can be described as:{111}FCC//{0002}HCP andFCC//*** HCP to FCC phase transition was accomplished by forming an intermediate state with a BB stacking sequence through the slip of partial *** formation of such FCC-Ti may be related to the thermal stress and *** initio calculations showed that the formation of FCC-Ti may also be related to the contamination of interstitial atoms such as oxygen.

关键词： In situ heating TEM FCC titanium Phase transition Ab initio calculation

热处理工艺对Ti650合金板材组织演变及性能的影响研究

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钛工业进展 2024年第2期41卷 6-10页

作者：侯红苗王晓杨海瑛赵圣泽周伟闫康钱融涛辛社伟西北有色金属研究院陕西西安710016

研究了不同热处理工艺对Ti650合金板材组织演变及性能的影响。结果表明:Ti650合金板材对固溶温度的变化较为敏感,随着固溶温度的升高,加剧了初生α相的溶解,次生α相尺寸更加细小,且交错排列,增加了位错运动的阻力,板材强度升高,塑性降... 详细信息

研究了不同热处理工艺对Ti650合金板材组织演变及性能的影响。结果表明:Ti650合金板材对固溶温度的变化较为敏感,随着固溶温度的升高,加剧了初生α相的溶解,次生α相尺寸更加细小,且交错排列,增加了位错运动的阻力,板材强度升高,塑性降低。提高时效温度,次生α相由细针状长大粗化成为长片层状或短片层状,交错排列成不同取向的集束,板材塑性大幅升高,强度略有降低。在时效温度700℃、时效时间2.5~6 h条件下,时效时间对板材组织与性能的影响较小。固溶冷却速率会影响次生α相的形核、析出和长大,降低冷却速率,次生α相由弥散的细针状长大成为短棒状,细晶强化作用减弱,板材室温强度降低,塑性提高。

关键词： Ti650合金板材固溶时效组织演变断口形貌

BT25Y钛合金在600~800℃的高温氧化行为

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稀有金属材料与工程 2022年第4期51卷 1332-1340页

作者：刘艳明赵兴兴汪欣李洪福辛社伟西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西安市高性能油气田材料重点实验室陕西西安710065 西北有色金属研究院陕西西安710016 中国石油天然气股份有限公司新疆油田油气储运分公司新疆克拉玛依831100

研究了BT25Y钛合金在600、700和800℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重法,并结合氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金的氧化动力学和热力学规律;利用XRD、SEM和EDS等表征方法研究了氧化膜的相结构和表面、截面形貌及元素分布。... 详细信息

研究了BT25Y钛合金在600、700和800℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重法,并结合氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金的氧化动力学和热力学规律;利用XRD、SEM和EDS等表征方法研究了氧化膜的相结构和表面、截面形貌及元素分布。结果表明:BT25Y钛合金在600和700℃均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化层由细小TiO;和Al_(2)O_(3)组成,氧化膜可有效阻止氧渗入基体,降低氧化速度;BT25Y钛合金在800℃氧化严重,其连续氧化动力学曲线近似符合直线规律,氧化层由Al_(2)O_(3)层和TiO;层交替组成,氧化膜疏松多孔,不能有效阻挡氧向基体一侧的扩散。

关键词： BT25Y钛合金高温氧化氧化动力学微观结构

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TB8钛合金板材再结晶动力学

稀有金属材料与工程 2016年第6期45卷 1531-1533页

作者：周伟辛社伟葛鹏李倩陈军西北有色金属研究院陕西西安710016

对TB8合金冷轧板材在770-820℃温度范围内的再结晶动力学研究表明：试验用TB8钛合金冷轧板材的再结晶最佳退火温度为790-810℃。采用Avrami方程可以较好的描述冷轧TB8合金板材退火过程的再结晶情况。800℃退火处理动力学拟合方程为：lnl... 详细信息

对TB8合金冷轧板材在770-820℃温度范围内的再结晶动力学研究表明：试验用TB8钛合金冷轧板材的再结晶最佳退火温度为790-810℃。采用Avrami方程可以较好的描述冷轧TB8合金板材退火过程的再结晶情况。800℃退火处理动力学拟合方程为：lnln[1/（1-x（t）]-2.38＋0.86lnt。由实验数据计算得到合金再结晶激活能为102.87 kJ/mol。

关键词：钛合金再结晶激活能

Ti-5553合金热变形时动态再结晶的临界条件

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稀有金属材料与工程 2016年第7期45卷 1732-1735页

作者：周伟葛鹏李倩辛社伟陈军西北有色金属研究院陕西西安710016

对Ti-5553合金在变形温度800~860℃、应变速率0.1~10 s^(-1)条件下进行热压缩试验,分析了应力-应变曲线,推导出加工硬化率θ与临界应变ε的关系曲线,应用曲线的拐点判据得到了合金在不同条件下变形发生动态再结晶的临界应变值。应用Sell... 详细信息

对Ti-5553合金在变形温度800~860℃、应变速率0.1~10 s^(-1)条件下进行热压缩试验,分析了应力-应变曲线,推导出加工硬化率θ与临界应变ε的关系曲线,应用曲线的拐点判据得到了合金在不同条件下变形发生动态再结晶的临界应变值。应用Sellarsn模型建立了合金发生动态再结晶的临界变形条件。

关键词： Ti-5553合金热压缩变形动态再结晶临界应变

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TC17 钛合金疲劳裂纹扩展速率

稀有金属材料与工程 2022年第11期51卷 4358-4362页

作者：郭萍张菁丽强菲辛社伟西北有色金属研究院陕西西安710016

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第Ⅰ阶段和第Ⅲ阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对... 详细信息

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第Ⅰ阶段和第Ⅲ阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对2种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。

关键词： TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率裂纹扩展路径