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超高强钛合金疲劳行为研究进展

材料开发与应用 2024年第4期39卷 110-122页

作者：袁天经张欣蔚景家瑞吴小文樊亚龙赖敏杰李金山西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

超高强钛合金具有高比强度、高淬透性、耐损伤和优异的耐蚀性等优点,被广泛应用于飞机起落架、机身框架和紧固件等高强度结构件的制备。在实际服役过程中,这些构件常常在循环载荷的作用下发生疲劳失效,因此深入研究超高强钛合金的疲劳... 详细信息

超高强钛合金具有高比强度、高淬透性、耐损伤和优异的耐蚀性等优点,被广泛应用于飞机起落架、机身框架和紧固件等高强度结构件的制备。在实际服役过程中,这些构件常常在循环载荷的作用下发生疲劳失效,因此深入研究超高强钛合金的疲劳失效规律和失效机理,既具有重要的科学意义,又能对实际工程应用提供指导。本研究综述了目前关于超高强钛合金疲劳行为的研究,并探讨了经变形及热处理调控的微观组织对合金疲劳损伤机制的影响。具体关注了在双态和全片层组织中,α相的取向、体积分数、尺寸和分布等特征参量对合金在疲劳裂纹萌生和扩展两个阶段内的变形行为、损伤模式的作用机理。此外,还关注了超高强钛合金的疲劳性能强化手段,并对未来超高强钛合金疲劳研究方向进行了展望。

关键词：超高强钛合金疲劳行为微观组织裂纹萌生裂纹扩展

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超高强钛合金油井管固溶时效工艺探索

焊管 2022年第5期45卷 10-15页

作者：张尧何石磊李超李远征田永强苑清英高盟召中国石油物资采购中心北京100120 国家石油天然气管材工程技术研究中心陕西宝鸡721008 宝鸡石油钢管有限责任公司陕西宝鸡721008

为了探索开发高强度钛合金油井管产品的可行性,开展了不同时效温度、时间的固溶时效热处理工艺试验,利用拉伸试验机、金相显微镜等对材料强韧性、塑性、显微组织变化情况进行检测分析,采用扫描电镜分析了-10℃下冲击断口微观形貌,研究... 详细信息

为了探索开发高强度钛合金油井管产品的可行性,开展了不同时效温度、时间的固溶时效热处理工艺试验,利用拉伸试验机、金相显微镜等对材料强韧性、塑性、显微组织变化情况进行检测分析,采用扫描电镜分析了-10℃下冲击断口微观形貌,研究了超高强状态下钛合金微观韧化机制。试验结果显示,经910℃固溶1 h后水冷,再540℃时效处理4 h后空冷,可使试验钛合金材料屈服强度大于1100 MPa,拉伸强度高达1360 MPa,延伸率最高14.5%,冲击功达到18~20 J,且可获得较好的强度、塑性和韧性的配合。研究表明,时效温度和时间对钛合金的强度和塑性影响明显,对韧性影响较小,其原因在于强度变化主要受钛合金β相基体上析出针状等次生α相的强化作用的影响,塑性降低则因初生α相球化或粗化及次生α相含量升高影响,韧性变化则源自微观韧化机制上的差异,即二次裂纹易于在次生α相形成,有韧窝的撕裂棱易于在局部粗化的初生α相形成。

关键词：超高强钛合金油井管热处理显微组织断口形貌

低成本超高强钛合金的热变形行为与锻造工艺的确定

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机械工程材料 2017年第3期41卷 89-92,97页

作者：王同波李伯龙袁杰北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

通过使用廉价合金元素铁、碳替代昂贵的钒元素制备了低成本超高强钛合金Ti-xFe-3Al(x=7,10,12),利用Gleeble-3500型热模拟试验机研究该合金的热变形行为,在此基础上确定了该合金的锻造工艺。结果表明:Ti-xFe-3Al合金在850℃、10s^(-1)... 详细信息

通过使用廉价合金元素铁、碳替代昂贵的钒元素制备了低成本超高强钛合金Ti-xFe-3Al(x=7,10,12),利用Gleeble-3500型热模拟试验机研究该合金的热变形行为,在此基础上确定了该合金的锻造工艺。结果表明:Ti-xFe-3Al合金在850℃、10s^(-1)应变速率下变形时,应力-应变曲线的平台阶段较为平稳,且流变应力在400 MPa以下,符合实际锻造生产条件;Ti-xFe-3Al合金较佳的精锻温度为(850±20)℃;锻态合金中无剪切组织,且抗拉强度高于1 200 MPa。

关键词：低成本超高强钛合金热变形行为

超高强结构钛合金成分设计中的钼当量选择与多组元化

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超高强结构钛合金成分设计中的钼当量选择与多组元化

TB17钛合金初生α相的析出激活能及TTT图

中国科协第二届优秀博士生学术年会材料科学技术分会

作者：葛鹏赵永庆周廉西安交通大学材料科学与工程学院西北有色金属研究院西北有色金属研究院

以航空结构件为使用背景,根据添加元素对钛合金的强化效果、熔炼、加工、物理性能及成本的影响,从钼当量和多组元化两个方面探讨了超高强结构钛合金设计中对合金元素的选择与量化。

关键词：超高强钛合金成分设计强化钼当量多组元化

来源： cnki会议评论

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粉末冶金材料科学与工程 2021年第6期26卷 500-506页

作者：吕亚平邹金佃张宏岭樊凯李超朱知寿湖南金天钛业科技有限公司常德410015 湖南省高端装备特种钛合金工程技术研究中心常德410015 北京航空材料研究院北京100095

通过组织观察和差热分析,研究TB17钛合金由单相区匀速降温(5 K/min)至两相区过程中初生α相,包括晶界α相(αGB)与魏氏体α相(αWGB)的析出行为和析出温度范围,确定两种α相析出的温度范围分别为1120~992 K和920~895 K。随后采用Avrami-... 详细信息

通过组织观察和差热分析,研究TB17钛合金由单相区匀速降温(5 K/min)至两相区过程中初生α相,包括晶界α相(αGB)与魏氏体α相(αWGB)的析出行为和析出温度范围,确定两种α相析出的温度范围分别为1120~992 K和920~895 K。随后采用Avrami-Johnson-Mehl准则计算得出晶界α相的激活能Qαb=253.236 kJ/mol,魏氏体α相析出的激活能Qαi=503.188 kJ/mol,明确两种α相的析出动力学方程,并在此基础上构建了两种α相析出的TTT曲线。结果显示,两种α相的TTT曲线均呈C形,晶界α相析出的鼻尖温度在1023 K附近,魏氏体α相的鼻尖温度在905 K附近。

关键词：超高强钛合金时效热处理 TTT曲线 α相相析出激活能