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预变形ta15合金脉冲电处理球化行为研究

稀有金属材料与工程 2023年第5期52卷 1783-1790页

作者：严思梁时迎宾张晓丽李萍薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心安徽合肥230009 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

开展了预变形片层组织ta15合金电脉冲处理实验,对片层组织形貌及位错、界面结构进行表征,深入分析预变形片层组织ta15合金在脉冲电流作用下的微观组织演变机理。结果表明,电脉冲促进ta15合金中的原子扩散和缺陷反应,从而使片层组织发生... 详细信息

开展了预变形片层组织ta15合金电脉冲处理实验,对片层组织形貌及位错、界面结构进行表征,深入分析预变形片层组织ta15合金在脉冲电流作用下的微观组织演变机理。结果表明,电脉冲促进ta15合金中的原子扩散和缺陷反应,从而使片层组织发生电致静态球化;且随着电流密度增大和通电时间的延长,片层组织球化率增大,平均晶粒尺寸先增大后减小。α相球化前期由末端迁移机制控制,后期受晶界分离和Ostwald熟化控制,而β相球化的主要机制是晶界分离。电脉冲处理后球化α相的新生界面强化导致材料硬度最大提升26.41%。

关键词：电脉冲处理 ta15合金预变形片层球化

变形温度对大塑性变形ta15合金显微组织和力学性能的影响

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中国有色金属学报 2022年第3期32卷 752-762页

作者：纪小虎孟淼严思梁李萍甘国强薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

在600~800℃温度区间对ta15合金进行多向等温锻造,利用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸试验研究了变形温度对微观组织与力学性能的影响。结果表明:经3道次多向等温锻造后,ta15合金发生细化和球化,随变形温度的升高,等轴α... 详细信息

在600~800℃温度区间对ta15合金进行多向等温锻造,利用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸试验研究了变形温度对微观组织与力学性能的影响。结果表明:经3道次多向等温锻造后,ta15合金发生细化和球化,随变形温度的升高,等轴α机械破碎细化效应受到抑制,而片状α细化更加明显,不连续动态再结晶(dDRX)机制逐渐被激发。在800℃时,变形体内同时发生连续动态再结晶(cDRX)和dDRX,且在试样局部剧烈形变区域发生了形变诱导α→β相的转变。随变形温度的升高,材料抗拉强度和断后伸长率的变化趋势相反,且相比于伸长率,其抗拉强度下降更为显著,在600℃多向锻造条件下其抗拉强度最高。最后,通过经典强化模型的定量分析,证实了ta15合金多向等温锻造时其强度的提高除受细晶强化和位错强化外,晶粒形态、亚结构及大塑性变形(SPD)形成的特殊晶界结构也将对材料的屈服强度产生影响。

关键词： ta15合金变形温度大塑性变形显微组织力学性能

ta15合金近β锻双道次热压缩变形软化行为及初生α相演变规律

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TA15合金近β锻双道次热压缩变形软化行为及初生α相演变规律

作者：马庆南昌航空大学

学位级别：硕士

ta15合金是一种近α型钛合金,兼具了α和β钛合金的良好特性,已广泛应用于大型航空承力构件中。然而,此类构件具有尺寸大、结构复杂等特点,且合金的塑性差、加工范围窄,若采用传统整体锻造方式对设备吨位要求非常高。等温局部加载近β... 详细信息

ta15合金是一种近α型钛合金,兼具了α和β钛合金的良好特性,已广泛应用于大型航空承力构件中。然而,此类构件具有尺寸大、结构复杂等特点,且合金的塑性差、加工范围窄,若采用传统整体锻造方式对设备吨位要求非常高。等温局部加载近β锻为成形此类构件提供了一种新的可行途径,可实现“小设备干大活”的目标。但在等温局部加载过程中,分块模具的交替加载导致不同变形及保温区域的微观组织演变异常复杂,尤其在两个或两个道次以上加载道次保温间隙中,材料可能发生静态软化,对后续成形载荷及微观组织产生影响。因此,探明ta15近β锻多道次热压缩软化行为及微观组织演变对等温局部加载工艺具有重要意义。本文采用双道次热模拟压缩和金相分析实验,研究了ta15合金的热变形行为及微观组织中的初生α相演变规律。主要研究内容及结果如下:首先,通过THERMECMASTOR热模拟实验机对ta15合金在变形温度为910℃～970℃、应变速率为0.01s～1s、道次间保温时间为0s～2200s等不同工艺参数下进行热压缩实验,研究不同工艺参数对双道次热压缩流动应力及道次间材料软化行为的影响。结果发现,ta15合金在双道次热压缩中,随着变形温度升高,流变应力降低且道次间软化率增加;随着应变速率增加,流变应力和道次间软化率均随之增加;随着道次间保温时间延长,道次间的软化率增加。其次,结合扫描电镜及透射电镜探究了ta15合金双道次热压缩初生α相球化机制。结果表明,ta15合金双道次热压缩初生α相球化可分为凹槽产生、晶界分离及α相溶解三个主要过程。其中,晶界分离主要是由于位错沿着α/α界面嵌入,使α相发生剪切变形,以及β晶粒长大嵌入α相所致;α相溶解则是因为α/β界面的合金元素发生扩散。随后,采用金相显微镜分析了不同工艺参数下道次间ta15合金初生α相球化的演变规律。结果发现,升高变形温度和提高应变速率均可促使α相球化速率加快;延长道次间的保温时间能促进α相的球化过程,使α相晶粒尺寸减小。最后,通过X-衍射基于Williamson-Smallman方程定量计算了ta15合金双道次热压缩道次间位错密度,从而探究其球化驱动力,即位错密度的演变规律。结果表明,升高变形温度与延长保温时间,双道次热压缩道次间的位错密度均降低,且位错密度对温度的敏感性较大。

关键词： ta15合金双道次热压缩静态软化球化行为位错密度

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ta15合金的热变形行为及加工图

稀有金属材料与工程 2006年第9期35卷 1354-1358页

作者：李淼泉李晓丽龙丽许广兴于浩迟彩楼温国华西北工业大学陕西西安710072 沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035 沈阳飞机工业集团有限公司辽宁沈阳110034

研究了ta15合金的热模拟压缩实验。结果表明:变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础,建立的加工图表明:ta15合金高温变形时存在2个非稳定区域,一... 详细信息

研究了ta15合金的热模拟压缩实验。结果表明:变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础,建立的加工图表明:ta15合金高温变形时存在2个非稳定区域,一个是变形温度1300K以上和应变速率10.0s-1以上的区域,另一个是变形温度1200K以下和应变速率0.006s-1～1.995s-1之间的区域。同时,建立的ta15合金高温变形时的流动应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流动应力的影响,模型的计算精度较高。

关键词： ta15合金热模拟试验流动应力模型加工图

ta15合金叶轮底漏式真空吸铸成形工艺研究

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稀有金属材料与工程 2012年第1期41卷 115-119页

作者：苏彦庆刘卫强骆良顺叶喜葱郭景杰傅恒志哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

研究了底漏式真空吸铸成形方法制备钛合金小型叶轮铸件的可能性。首先研究了底漏式真空吸铸工艺参数对ta15合金在水平方向的螺旋形型腔内流动性的影响,然后研究了工艺参数对1mm厚薄板铸件在重力方向上充填率的影响,最后采用合理工艺参... 详细信息

研究了底漏式真空吸铸成形方法制备钛合金小型叶轮铸件的可能性。首先研究了底漏式真空吸铸工艺参数对ta15合金在水平方向的螺旋形型腔内流动性的影响,然后研究了工艺参数对1mm厚薄板铸件在重力方向上充填率的影响,最后采用合理工艺参数成功吸铸出钛合金叶轮,叶轮铸件轮廓完整,棱角清晰。结果表明,气体压力对充型能力有决定性影响,合金液不仅在重力方向具有很强的充型能力,而且在水平方向也能够很好地充填型腔。

关键词：真空吸铸 ta15合金充型能力叶轮铸件

ta15合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能

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无机材料学报 2016年第2期31卷 195-200页

作者：郭温米国际张金龙王振亚西安航空学院机械工程学院西安710077 西安航空学院材料工程学院西安710077 中国飞机强度研究所西安710065

采用共沉积法在ta15合金表面制备了Ni-Si C复合镀层,分析了Ni-Si C复合镀层对基体合金硬度和磨擦磨损性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行了讨论。结果表明:所制备的Ni-Si C复合镀层组织致密且与基体结合紧密,硬度明显高于ta15合金基体... 详细信息

采用共沉积法在ta15合金表面制备了Ni-Si C复合镀层,分析了Ni-Si C复合镀层对基体合金硬度和磨擦磨损性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行了讨论。结果表明:所制备的Ni-Si C复合镀层组织致密且与基体结合紧密,硬度明显高于ta15合金基体。摩擦磨损实验结果表明,Ni-Si C复合镀层能为ta15合金提供良好的摩擦磨损抗力,在相同的摩擦条件下,Ni-Si C复合镀层的磨损率明显低于ta15合金。ta15合金与GCr15球和Al2O3球对磨的磨损机制均主要为犁削磨损、粘着磨损,同时伴随有氧化磨损和轻微的磨粒磨损;Ni-Si C复合镀层与GCr15磨球对磨的磨损机制主要为镀层组织的拔出及GCr15钢球在其表面上的涂抹,与Al2O3磨球对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和削层磨损。

关键词： ta15合金 Ni-Si C复合镀层摩擦磨损磨损机制

ta15合金在3.5%NaCl盐雾下的腐蚀疲劳性能

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稀有金属材料与工程 2012年第5期41卷 786-789页

作者：吴达鑫王利发叶笃毅刘建中浙江大学浙江杭州310027 北京航空材料研究院北京100095

研究ta15合金在3.5%NaCl盐雾环境和不同应力比(R=-1、0.06,0.5)条件下的腐蚀疲劳性能,并建立合金腐蚀疲劳的Sa-Sm-N曲面方程:N=1.83×1013/[888Sa/(888-Sm)-329.51]3.65。根据疲劳过程中试样循环位移响应得出,ta15合金的循环硬化/软化... 详细信息

研究ta15合金在3.5%NaCl盐雾环境和不同应力比(R=-1、0.06,0.5)条件下的腐蚀疲劳性能,并建立合金腐蚀疲劳的Sa-Sm-N曲面方程:N=1.83×1013/[888Sa/(888-Sm)-329.51]3.65。根据疲劳过程中试样循环位移响应得出,ta15合金的循环硬化/软化行为与施加应力比有关。对腐蚀疲劳断口的SEM观察进一步表明,合金在盐雾环境下的裂纹萌生呈现多源特征,且裂纹源区大多呈解理形貌,裂纹扩展区材料抗力变化与应力比相联系。

关键词： ta15合金 3.5%NaCl盐雾腐蚀疲劳平均应力 SEM

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ta15合金高温本构方程的研究

塑性工程学报 2008年第4期15卷 150-154页

作者：梁业郭鸿镇刘鸣张伏层姚泽坤西北工业大学材料学院西安710072

在Gleeble-1500热模拟试验机上对ta15合金进行了恒应变速率热压缩变形实验,在变形温度为850℃-1030℃、应变速率为1.0s^-1-0.0001s^-1范围内,测得了应力-应变曲线。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,采用线性回归方法建立了ta15合金的... 详细信息

在Gleeble-1500热模拟试验机上对ta15合金进行了恒应变速率热压缩变形实验,在变形温度为850℃-1030℃、应变速率为1.0s^-1-0.0001s^-1范围内,测得了应力-应变曲线。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,采用线性回归方法建立了ta15合金的高温本构关系,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值,为ta15合金锻造过程的数值模拟提供了基础。

关键词： ta15合金热模拟线性回归本构方程

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ta15合金热挤压过程中晶界特征分布研究

材料热处理学报 2009年第2期30卷 39-43页

作者：刘勇朱景川王洋哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用EBSD方法研究了ta15合金热挤压成形过程中的晶界特征分布演化规律。ta15合金分别在850、925和960℃温度下进行单筋正向热挤压变形,变形速率分别采用0.3mm/s和0.1mm/s,压下量分别取80%、60%、40%。研究表明,原始组织α相特殊晶界比例... 详细信息

采用EBSD方法研究了ta15合金热挤压成形过程中的晶界特征分布演化规律。ta15合金分别在850、925和960℃温度下进行单筋正向热挤压变形,变形速率分别采用0.3mm/s和0.1mm/s,压下量分别取80%、60%、40%。研究表明,原始组织α相特殊晶界比例为12.04%,变形后特殊晶界比原始状态均有所减小。在变形温度为925℃,特殊晶界比例最小,960℃变形后特殊晶界比例有所升高;850℃和960℃变形后特殊晶界以∑5,∑17a和∑27a为主,而925℃变形后特殊晶界类型分布比较分散。随变形量的增加,特殊晶界数量先减小,后又增加,到变形量为60%时达到极大值;变形量40%和60%产生的特殊晶界以∑5,∑17a和∑27a类型为主,当变形量达到80%时,特殊晶界类型变得极为分散。随应变速率的增加,特殊晶界的比重减小,而小角晶界的比重增加。

关键词： ta15合金晶界特征分布