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HIP温度对SLM制备TC4钛合金组织和力学性能的影响

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金属热处理 2022年第6期47卷 138-142页

作者：吕周晋李好峰车立达吴战芳翟一多崔晓敏李向阳钢研昊普科技有限公司北京100081 中国钢研科技集团有限公司北京100081

以激光选区熔化技术(SLM)成型TC4钛合金为研究对象,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等测试分析方法,研究了热等静压处理温度对TC4钛合金材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,SLM态TC4钛合金横截面微观组织由等... 详细信息

以激光选区熔化技术(SLM)成型TC4钛合金为研究对象,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等测试分析方法,研究了热等静压处理温度对TC4钛合金材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,SLM态TC4钛合金横截面微观组织由等轴状初生β晶粒组成,纵截面微观组织由呈外延生长的柱状初生β晶粒组成。晶粒内部以不同取向的针状α′马氏体相为主,纳米点状β相在初生马氏体间形核生长。在α+β两相区温度进行热等静压处理,TC4钛合金的组织由α相和β相组成。随着热等静压处理温度的升高,板条状α相粗化成短棒状,β相含量增加且发生一定粗化。随着热等静压处理温度的升高,材料的抗拉强度和屈服强度呈现降低的趋势,断面收缩率也呈下降趋势。热等静压处理工艺为910℃-110 MPa-2 h的TC4钛合金可获得最优的强韧性匹配。

关键词：热等静压激光选区熔化 TC4钛合金微观组织力学性能

TC4钛合金厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳性能

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沈阳工业大学学报 2023年第4期45卷 397-402页

作者：陈立佳宁浩楠张志鹏张宇鹏周舸沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 广东省科学院中乌焊接研究所广州510651

为了确定厚板TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能,对焊接接头三层位置的样品分别进行了室温高周疲劳(HCF)试验,利用扫描电镜与透射电镜对疲劳断口形貌及断口附近的微观组织进行观察与分析.结果表明:三层焊接接头的疲劳极限依次为420... 详细信息

为了确定厚板TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能,对焊接接头三层位置的样品分别进行了室温高周疲劳(HCF)试验,利用扫描电镜与透射电镜对疲劳断口形貌及断口附近的微观组织进行观察与分析.结果表明:三层焊接接头的疲劳极限依次为420、390和400 MPa;第一层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面,位错组态以位错网络和位错阵列为主;第二层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与焊接缺陷处,位错组态主要为位错缠结;第三层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与近表面焊接气孔位置,位错组态主要为位错阵列及位错缠结.

关键词： TC4钛合金高周疲劳 S-N曲线疲劳极限窄间隙TIG焊断口形貌疲劳裂纹位错组态

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TC4钛合金的机械-化学复合强化及耐磨性

金属热处理 2023年第9期48卷 225-232页

作者：邓敏先代燕刘港穆洪陈涛云刘静贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州贵阳550025

为了改善TC4钛合金的硬度和耐磨性,采用行星式球磨装置及真空感应渗氮装置,对TC4钛合金进行机械球磨+真空渗氮复合改性处理,利用自制磨损试验机在不同载荷下进行磨损试验研究。结果表明,TC4钛合金经复合强化处理后渗层主要由TiN和Ti相组... 详细信息

为了改善TC4钛合金的硬度和耐磨性,采用行星式球磨装置及真空感应渗氮装置,对TC4钛合金进行机械球磨+真空渗氮复合改性处理,利用自制磨损试验机在不同载荷下进行磨损试验研究。结果表明,TC4钛合金经复合强化处理后渗层主要由TiN和Ti相组成,随着渗氮温度的升高,渗层厚度逐渐增厚,截面硬度也得到明显提高。直接渗氮与复合强化处理后的试样渗层组织形态差异大,直接渗氮样渗层薄而致密,与基体分界清晰,缺少过渡。而复合强化样中的氮化物相呈块状或岛状分布在表层,没有明显白亮层。复合强化处理后的截面硬度梯度较直接渗氮处理后的更加平缓,且渗氮层的脆性较小,表面塑性高。复合强化处理后试样的耐磨性显著提升,但略低于直接渗氮试样。

关键词： TC4钛合金机械变形渗氮复合强化处理耐磨性

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多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺

塑性工程学报 2023年第2期30卷 41-47页

作者：伍世天徐雪峰范玉斌危立明王彦岐门向南赵爽南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 航空工业成都飞机工业集团有限责任公司四川成都610091 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司江西南昌330024

为研究多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形过程中成形气压加载速度对零件成形效果的影响,利用MARC有限元软件对TC4钛合金板材在应变速率为2×10^(-3)s^(-1)条件下进行了超塑性胀形模拟,获得了气压-时间加载曲线。基于该曲线设计了3种不同成... 详细信息

为研究多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形过程中成形气压加载速度对零件成形效果的影响,利用MARC有限元软件对TC4钛合金板材在应变速率为2×10^(-3)s^(-1)条件下进行了超塑性胀形模拟,获得了气压-时间加载曲线。基于该曲线设计了3种不同成形气压加载速度曲线,并分别进行了超塑性胀形试验。试验结果表明,在3种不同成形气压加载速度条件下,气压加载速度越慢,零件成形效果越好。零件各个位置壁厚变化均匀且实际壁厚减薄趋势与模拟得到的壁厚减薄趋势大致相符,零件实际最大壁厚减薄率约为25%,满足零件使用要求。成形后的零件各变形区域的晶粒形状变化不大且均为等轴晶粒,晶粒尺寸随着板材形变量的增大而减小。

关键词： TC4钛合金 MARC有限元模拟超塑性胀形

置氢0.55%对电弧增材制造TC4钛合金组织的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第6期51卷 2323-2328页

作者：陈小龙戴国庆孙中刚郭艳华常辉周廉南京工业大学材料科学工程学院江苏南京210009 南京尚吉增材制造研究院有限公司江苏南京210038

研究了置氢0.55%(质量分数)的电弧增材制造TC4钛合金经过Hydrovac(HVC)氢化处理后组织的演变规律。结果表明,电弧增材制造技术制备的TC4钛合金,组织形貌为粗大的柱状β晶,且晶粒内部为片层α集束。经过置氢处理后,由于氢的扩散和对晶界... 详细信息

研究了置氢0.55%(质量分数)的电弧增材制造TC4钛合金经过Hydrovac(HVC)氢化处理后组织的演变规律。结果表明,电弧增材制造技术制备的TC4钛合金,组织形貌为粗大的柱状β晶,且晶粒内部为片层α集束。经过置氢处理后,由于氢的扩散和对晶界腐蚀的作用,使β晶内部片层α集束变得更加细小,且有氢化物产生。随后在温度810℃下对置氢钛合金进行淬火,组织中生成了α′、α″和亚稳相β_(M)。并在后续的时效除氢过程中,随着马氏体、亚稳相和氢化物的分解,使钛合金组织中柱状β晶内的片层α晶粒得到显著细化,形成交错分布的细针状组织。

关键词： TC4钛合金电弧增材制造置氢处理组织演变

TC4钛合金表面沉积CrAlSiN涂层的组织与性能

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金属热处理 2022年第6期47卷 202-207页

作者：吴一若谢峰张月霞张毓军刘满红胡瀚杰陈全龙周志明重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆建设工业(集团)有限责任公司重庆400054 重庆铁马工业集团有限公司重庆400050 重庆交通大学绿色航空技术研究院重庆401135

为了提高TC4钛合金表面硬度和耐磨性能,通过等离子渗氮技术和多弧离子镀技术相结合的方法对TC4钛合金进行表面改性处理。通过扫描电镜、维氏显微硬度计、三维轮廓仪、高速往复摩擦磨损试验仪和电化学工作站,对比研究了TC4钛合金、渗氮层... 详细信息

为了提高TC4钛合金表面硬度和耐磨性能,通过等离子渗氮技术和多弧离子镀技术相结合的方法对TC4钛合金进行表面改性处理。通过扫描电镜、维氏显微硬度计、三维轮廓仪、高速往复摩擦磨损试验仪和电化学工作站,对比研究了TC4钛合金、渗氮层和CrAlSiN涂层的显微组织、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明,经渗氮处理后,tc4合金表面渗氮层硬度提高了约2倍,在此基础上制备的CrAlSiN涂层的平均硬度高达3222 HV0.025,涂层表面存在少许大颗粒和凹坑;CrAlSiN涂层平均摩擦因数为0.22,磨损机理主要为粘着磨损,对磨副的材料粘着到涂层表面,而涂层几乎无磨损,耐磨性能显著提高。CrAlSiN涂层的自腐蚀电位为-0.542 V,比TC4钛合金基体的自腐蚀电位-0.747 V正移了0.205 V,表明在渗氮层基础上沉积CrAlSiN涂层显著提高了合金的耐电化学腐蚀性能。

关键词： TC4钛合金多弧离子镀等离子渗氮 CrAlSiN涂层耐磨性能

改善低氧tc4-LC及重熔TC4钛合金性能的热处理工艺

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金属热处理 2022年第4期47卷 204-207页

作者：王绍灼孟晗王芬樊海卫李燕唐超中航钛业有限公司山东淄博255000

通过显微组织分析和力学性能测试,研究了退火、固溶、固溶+时效、β热处理等热处理工艺对自产低氧tc4-LC钛合金和重熔的高氧TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明,氧含量对合金力学性能的影响显著,相同成分下力学性能取决于微观组织;热... 详细信息

通过显微组织分析和力学性能测试,研究了退火、固溶、固溶+时效、β热处理等热处理工艺对自产低氧tc4-LC钛合金和重熔的高氧TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明,氧含量对合金力学性能的影响显著,相同成分下力学性能取决于微观组织;热处理只能在一定程度上提高低氧tc4-LC合金的力学性能,不能满足TC4钛合金的力学性能要求;重熔TC4钛合金经不同制度热处理后,强度大幅度提高,塑性除退火处理后有所提高,其它热处理不同程度降低,退火和固溶+时效处理后的力学性能均可以满足TC4钛合金力学性能的要求。

关键词：低氧tc4-LC合金重熔热处理 TC4钛合金显微组织力学性能

咬边缺陷对TC4钛合金激光焊接头静力拉伸形变特征的影响

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焊接学报 2019年第11期40卷 54-60,I0003页

作者：段爱琴王振苏彭欢马旭颐中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室

通过对静力拉伸常规试验时进行同步的红外热像测量,对存在咬边缺陷的TC4钛合金焊缝试样和经激光双面修饰焊试样的拉伸过程和结果进行研究.结果表明,屈服现象都首先发生在焊缝区域,但是咬边程度对焊缝试样开始产生屈服现象的应力和应变... 详细信息

通过对静力拉伸常规试验时进行同步的红外热像测量,对存在咬边缺陷的TC4钛合金焊缝试样和经激光双面修饰焊试样的拉伸过程和结果进行研究.结果表明,屈服现象都首先发生在焊缝区域,但是咬边程度对焊缝试样开始产生屈服现象的应力和应变具有影响,对塑性变形行为影响更大.在咬边小于一定值时,大塑性变形会发生在母材区域,其塑性指标与母材相当;咬边较大时,塑性变形集中在焊缝及其附近区域且快速断裂.而经双面修饰焊的试样,初始屈服现象不再集中在焊缝区域,而是同时发生在焊缝和母材处,塑性变形主要发生在母材区域,与母材相似.

关键词： TC4钛合金激光焊咬边缺陷静力拉伸红外热像

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TC4钛合金高温压缩球化动力学模型

塑性工程学报 2022年第4期29卷 128-134页

作者：朱艳春牛嘉伟牛勇郭晓峰太原科技大学机械工程学院山西太原030000 中国重型机械研究院股份公司陕西西安710032

在Gleeble-3800热模拟试验机上对TC4钛合金进行单向压缩实验,研究该合金在压缩量为50%、温度为700~900℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下的高温变形行为。用金相显微镜观察TC4钛合金高温压缩实验后的微观组织,研究TC4钛合金的动态再... 详细信息

在Gleeble-3800热模拟试验机上对TC4钛合金进行单向压缩实验,研究该合金在压缩量为50%、温度为700~900℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下的高温变形行为。用金相显微镜观察TC4钛合金高温压缩实验后的微观组织,研究TC4钛合金的动态再结晶过程,分析了影响TC4钛合金层状组织动态球化的因素。用三次多项式拟合加工硬化率与流变应力曲线确定了临界应变,根据TC4钛合金的应力-应变曲线研究了球化动力学模型。结果表明,变形温度的升高和应变速率的减小会促进动态再结晶过程。

关键词： TC4钛合金球化动力学热变形微观组织