TC6钛合金的超塑变形机制研究

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高温变形参数对TC6钛合金微观组织的影响研究

第23卷　第1期2003年3月航　空　材　料　学　报JOU RN AL O F A ERO N A U T ICA L M A T ERI AL SV ol.23,No.1M ar ch2003高温变形参数对TC6钛合金微观组织的影响研究熊爱明,黄维超,陈胜晖,李淼泉(西北工业大学材料科学与工程学院,陕西西安710072)摘要:在热模拟实验和金相实验的基础上,研究了变形参数(变形温度、应变速率、变形程度)对T C6钛合金微观组织的影响。

研究结果表明:变形温度对T C6钛合金的变形组织有着显著影响。

在两相区,随着变形温度的升高,组织中初生相的含量在减少,而相晶粒的尺寸有先增大后减小的趋势。

应变速率对T C6钛合金变形组织中初生相的形态和尺寸有较大影响。

较大的应变速率能促进变形时的动态再结晶,有利于晶粒的细化。

变形程度存在着一临界值,当超过这一临界值后,变形程度的增加有利于晶粒的细化。

关键词:钛合金;高温变形;微观组织;动态再结晶中图分类号:T G146.2+3 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2003)01-0011-05 钛合金是第二次世界大战以后发展起来的新型金属材料。

它具有比强度高等优点,在多种环境下具有良好的抗腐蚀性,因而在航空、化工、造船等领域得到了广泛应用。

TC6钛合金是一种热强钛合金,除具有普通钛合金比强度高、抗腐蚀性好等优点外,它还具有良好的塑性和冲击韧性,使用温度可达450℃,常被用于制造航空发动机叶片、压气机盘等重要部件[1]。

锻件的内部组织状态将决定其使用性能。

现代科学技术的发展对零部件的使用性能要求越来越高,因而对变形后零件的内部组织也提出了更高的要求。

在材料的热成形过程中,材料的内部组织会发生变化,因而对于材料在热加工过程中组织演变的研究引起了各国学者极大的兴趣[2～4]。

本文通过高温热模拟实验和微观组织实验研究变形参数对T C6钛合金内部显微组织的影响,为TC6钛合金微观组织的精确控制和优化热变形工艺奠定基础。

钛合金超塑性成形过程的数值模拟

ห้องสมุดไป่ตู้
摘要：以ＴＣ４合金层板结构的超塑性成形过程为研究对象，采用有限元软件ＭＡＲＣ模拟计算了ＴＣ４合金宽弦空心夹芯结构的超塑性成形过程。分别分析了应变速率敏感指数、目标应变速率及扩散连接宽度等参数对贴模过程及壁板厚度分布的影响。结果表明：当应变速率敏感指数较大时，夹芯结构会发生沿纵向挤出延伸变形；当目标应变速率为１０１时，材料表现出较佳的超塑性性能；而扩散连接宽度的大小对超塑性成形后板材壁厚分布的均匀性有一定影响。通过控制最大应变速率的方法，提取出了最优化的压力时间曲线。研究结论可为钛合金空心夹芯结构件的超塑性成形提供理论参考。
（ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，ＮａｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ（ＳＰＦ）ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ

钛合金超塑成形工艺方法研究

钛合金超塑成形工艺方法研究摘要：针对钛合金板材在常温下弹性大、成形困难的问题，提出了一种利用钛合金在高温下具有超塑性的特征进行超塑成形的工艺方法。

本文以TC4材料板材零件为研究对象，详细介绍了钛合金超塑成形（气胀成形）的具体工艺实施过程以及工艺参数的设置等，为超塑成形工艺的应用提供了指导规范。

关键词：钛合金板料；超塑成形；工艺流程；工艺参数0引言钛合金具有抗疲劳、比强度高、耐腐蚀耐高温、一定的形状记忆性能、优越的力学性质、化学性质稳定等优点[1]，随着航空航天技术的发展，钛合金在航空航天领域的应用范围不断扩展，钛合金结构件越来越呈现出大尺寸、薄壁曲面、变厚度和整体结构的趋势，进一步提高了航空航天飞行器的性能、结构刚性，减轻了重量，因此钛合金成形技术也成为航空航天制造技术的研究重点。

超塑成形技术是利用材料的超塑性来成形零件的一种工艺方法（在本文中超塑成形是指板材的气胀成形），它具有成形的零件结构设计自由度大、所需模具结构简单、所需成形设备吨位小投资少等特点，因此用超塑性气压胀形可以进行整体设计，减少工序和工装数量，降低工时和费用。

1材料控制按本文进行超塑成形工艺时，TC4钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合GB/T 3621-2007的要求，Ti-6Al-4V钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合AMS 4911的要求，且应有材料合格证。

成形前应检查表面质量，不允许材料表面存在起皮、夹杂物及超过标准要求的划伤、压痕、裂纹等缺陷。

运输和存放过程中应注意防止表面划伤。

超塑成形时需要用到辅助材料，主要包括清洗剂、保护涂料（包括润滑剂）等。

常用的清洗剂包括丙酮、无水乙醇、金属清洗剂等，其主要作用是清除表面油污。

保护涂料主要包括高温漆、氮化硼、胶体石墨、润滑剂等，其主要目的是在零件成形时起到润滑作用和加热时起到防止（减轻）材料表面氧化作用。

所选辅助材料不应对钛合金零件产生有害影响，并符合相应的国家标准、行业标准或专用技术标准，若无相关标准的新型辅助材料，则采取试用可行的材料，辅助材料应有生产厂家质量保证单或合格证。

TC6钛合金的热塑性变形行为研究

ＱＮｉｏｇＩＧｕｈｎ
（ｐｃｌｔｅＢｓｅｓＵｎｔＢｏｈｎＩｏＳｅｉｅｌｕｉｓａＳｎｉ，ａｓａｒｎ＆Ｓｅｌｏ，ｔ．Ｓａｇａ２０４，ＣｉａｔｅＣ．Ｌｄ，ｈｎｈｉ０９０ｈｎ）
ｓｍｅｔｍｐｒｔｒａｅｅａｕｅ，ｔｅｌｗｅｈｓｒｉｒｔｉｈｏｒｔｅｔａｎａｅｓ，ｔｅｂｅｔｒｔｅｌｏｈｔｅｈａｌｙ’Ｓｔｅｍｏｌｓｉｉｉｎｄｈｅｈｒｐａｔｅｔｓａｔｙｅｓｅｔｄｆｒ．Ｔｈｆｅｔｏｈｔａｎｒｔｎｔｅａｌｙ’ ｈｒｐａｔｃｔａｒｏｄｔａｉｒｉｅｏｍｓｅｅｆｃｆｔｅｓｒｉａｅｏｈｌｏＳｔｅｍｏｌｓｉｉｈｓｍｏｅｔｏｗｉｙｈｔｍｐｒｔｒｅｅａｕｅ：ｔｏｒｔｅｔｍｐｅａｕｅｉｈｅｌｗｅｈｅｒｔｒｓ，ｔｅｍｏｅｏｉｕｓｙｔｅｔｅｍｏｌｓｉｉｓａｆｃｅｙｔｈｒｂｖｏｌｈｈｒｐａｔｃｔｉｆｔｄｂｈｅｙｅ
ＡｂｓｒｃＴｈｅｔｏｔａｔ：ｅｔｓｎＴＣ６ｉｎｕａｌｙ’Ｓｓｒｓ — ｔａｎｐｏｅｔｓｏｄｃｅｔｄｆｅｅｔｔａｉｍｌｏｔｔｅｓｓｒｉｒｐｒｙｗａｃｎｕｔｄａｉｆｒｎ
ｓａｎｒｔ．Ｗｈｎｉｉｂｔｅｎ８０ｔｉａｅｒｅｔｓｅｗｅ０ ℃ ａｄ９０．ｔｅＴ６ｔａｉｍｌｙ’ ｈｒｐａｔｉＳｎ０ ℃ ｈＣｉｎｕａｌｔｏＳｔｅｍｏｌｓｉｔｉｃｙ

TC6钛合金高温变形本构方程的建立

TC6钛合金高温变形本构方程的建立徐俊阳;刘劲松;边丽虹【摘要】通过Gleeble-3500热模拟实验机获得了TC6钛合金在变形温度为800～980℃,应变速率为0.5 ～5s-1,变形程度为30％和60％时的应力-应变曲线.利用高温变形机理分析了热变形参数对流动应力的影响规律,建立了可用于锻造过程数值模拟的TC6合金高温变形的本构方程.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2014(033)002【总页数】4页(P17-20)【关键词】TC6;热变形参数;本构方程【作者】徐俊阳;刘劲松;边丽虹【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TG146钛合金具有比强度高、耐腐蚀性强、耐热性好、低温性能好、弹性模量低、热导系数低及化学活性高的特点，被广泛应用于航空航天、医疗卫生、汽车和家电等领域［1］。

TC6钛合金属于Ti+Al+Mo系α+β型。

本构关系是指材料的流动应力与应变速率、变形温度和变形程度等加工参数之间的关系，其描述的准确与否决定了有限元模拟结果的精确度［2］。

目前，国内外众多学者对高温热变形行为进行了系统研究。

其中Semiatin等人研究并分析了组织形态的变化及变形亚结构和织构对流动软化行为的影响［3－5］。

陈慧琴等［6］基于非线性拟合的方法建立了TC11合金片层组织高温变形的唯象型本构模型，用两个方程来描述加工硬化和流动软化两个阶段;李晔等［1］利用热激活的Arrhenuis公式建立了TC6合金的本构模型，是基于受热激活控制的高温蠕变理论。

与现有模型比较，本文所建立的本构方程更简单，适合TC6钛合金锻造过程数值模拟中流动应力的预测。

本文利用热模拟实验得到的应力-应变曲线，采用非线性拟合，建立了适合TC6高温变形的本构方程，为有限元模拟提供合理的材料模型。

TC6钛合金环形锻件组织与性能的研究

ability of TC6 w ithout reducing mechanical p roperties. Key words Titanium alloy, M icrostructure, Property, Near2β2forging
1 前言钛合金具有比强度高、中温性能好 ,抗腐蚀性能
%(质量分数 )
N 0. 01 0. 0 014 ≤0. 05
H 0. 002 0. 0 031 ≤0. 015
2. 2 原材料组织
力小于 930℃时的抗力 ,材料流动性和可锻性也较
原材料低倍组织致密 ,无可见晶粒 ,其低倍组织好 ,这主要是因为钛合金有两种同素异构体 ,低温下
见图 1 ( a) 。原材料显微组织为网篮状组织 ,所有原是具有密排六方晶格的 α相 ,六方晶格组织滑移面
TC6钛合金环形锻件组织与性能的研究
杨洪涛 1 何剑雄 2 谭勇 1 王耀湘 2 王淑云 1
(1 北京航空材料研究院 ,北京 100095) (2 四达机械制造公司 ,咸阳 712201)
文摘为确定变形参数对 TC6 钛合金组织、性能的影响 ,分别用稍高于和低于 β相变点的温度对 TC6合金进行了环形件的成形 ,对这两种制度成形锻件的组织、性能的研究表明 : TC6合金在稍高于 β相变点的单相区变形 ,显微组织为网篮状组织 ;而在 α +β两相区成形 ,得到的组织为等轴组织。 TC6 合金近 β 锻造和 α +β两相区锻造的常规室温、高温力学性能没有明显差异。采用近 β锻造可在不影响力学性能的情况下提高 TC6合金的可锻性。
好等一系列优点。在室温下 ,钛合金的比强度高于高强钢和高强铝合金。在 400～500℃内 ,钛合金的比持久强度、比蠕变强度和比疲劳强度都明显高于耐热不锈钢。因此钛合金在航空、航天、化工和船舶等工业部门得到广泛应用 [ 1 ] 。

TC6钛合金超塑性变形

TC6钛合金超塑性变形丁凌;王志录;孙前江;陈建;王高潮【摘要】对TC6钛合金在800~900℃温度区间内,分别进行应变速率为0.0001~0.1 s-1的恒应变速率法拉伸实验和最大m值法超塑性拉伸实验,获得拉伸过程应力-应变曲线,并采用金相显微镜对拉伸后断口附近显微组织进行分析。

结果表明：TC6合金表现出良好的超塑性性能,随着应变速率或温度的升高,伸长率先增大后减小,恒应变速率拉伸时,在温度850℃、应变速率0.001 s-1条件下伸长率可达到993%；在同一变形温度下最大m值法拉伸能获得比恒应变速率法更好的超塑性,850℃时伸长率达到1353%；TC6合金在超塑性变形过程中发生了明显的动态再结晶,并随着应变速率和温度的升高动态再结晶行为增强。

%The superplastic tensile tests of TC6 alloy were conducted in the temperature range of 800-900 ℃ by using the maximum m value superplasticity deformation ( Max m SPD) method and the constant strain rate deformation method at the strain rate range of 0. 0001-0. 1 s-1 . The stress-strain curve of the tensile tests was obtained and the microstructure near the fracture were analyzed by met-allographic microscope. The result shows that the superplasticity of TC6 alloy is excellent, and the elongation increases first and then decreases with the increase of strain rate or temperature. When the temperature is 850 ℃ and strain rate is 0. 001 s-1 at constant stain rate tensile tests, the elongation reaches up to 993%. However, the elongation using Max m SPD method at 850 ℃ is 1353%. It is shown that the material can achieve better superplasticity by using Max m SPD tensile compared to constant stain rate tensile under the sametemperature. The superplastic deformation of TC6 alloy can enhance the dynamic recrystallization behavior significantly, the dy-namic recrystallization behavior is promoted when strain rate and temperature are increased.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】6页(P23-28)【关键词】TC6钛合金;超塑性;高温拉伸;最大m值【作者】丁凌;王志录;孙前江;陈建;王高潮【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063;中航工业江西景航航空锻铸有限公司，江西景德镇333039;南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TG316钛合金是20世纪中叶发展起来的一种新型金属材料，以其高比强度、耐腐蚀、耐高温等优良的综合性能在航空航天、造船生物医学等领域得到广泛应用。

钛合金高温变形时的微观组织模型_李淼泉

第2期
李淼泉等：钛合金高温变形时的微观组织模型
·173·
⎧1
η
=
⎪ ⎨ ⎪ ⎩
1 3
(3
+ 0
lg
ε)
ε ≥ 1s−1 10−3 < ε < 1s −1
ε ≤ 10−3s−1
（4）
3 晶粒尺寸模型
从晶粒长大的动力学角度出发，晶粒尺寸演化方
程由两部分组成：一部分是由扩散引起的静态晶粒长
大，即正常晶粒长大；另一部分是由塑性变形能引起
50.0
5.8
0.01
5.3
860
40
1.0
4.1
50.0
4.0
0.01
4.0
50
1.0
4.1
50.0
4.0
0.01
3.5
30
1.0
3.7
50.0
4.2
0.01
3.9
920
40
1.0
3.9
50.0
3.9
0.01
5.6
50
1.0
4.2
50.0
3.5
0.01
3.4
950
50
1.0
3.1
50.0
5.8
4.1 实验
的晶粒长大。晶粒长大方程形式如下：
d = (α + β ε p )d −γ 0
（5）
式中：α ， β 和 γ 0 均为材料常数。
材料在高温变形过程中，塑性变形、回复和再结
晶过程同时发生。部分晶粒发生的动态再结晶，使晶
粒细化，将对最终的晶粒尺寸产生影响。基于式（3），
考虑动态再结晶对晶粒尺寸的影响，本文提出的晶粒

TC6钛合金基于m值的高效超塑变形研究

TC6钛合金基于m值的高效超塑变形研究
李娟;王高潮;操火森;夏春林
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2010()1
【摘要】基于m值的高效超塑变形方法是一种全新的超塑性研究方法。

采用该方法对TC6合金进行高温拉伸实验,研究其超塑性性能。

实验结果表明,该合金具有较好的超塑性,采用该方法进行实验,能缩短拉伸实验的时间,并且可以获得良好的伸长率。

其最佳变形温度为900℃,伸长率为1696%。

【总页数】3页(P89-91)
【关键词】TC6钛合金;高效超塑变形;应变速率敏感性指数(m值)
【作者】李娟;王高潮;操火森;夏春林
【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG356.12
【相关文献】
1.基于最大m值法和恒应变速率法的Ti3Al基合金超塑变形行为研究 [J], 付明杰;许慧元;刘佳佳;韩秀全
2.TC6钛合金的超塑变形机制研究 [J], 王高潮;李娟;徐雪峰;孙前江;董洪波
3.TC6钛合金超塑性变形 [J], 丁凌;王志录;孙前江;陈建;王高潮
4.TC6钛合金的超塑性变形研究 [J], 熊爱明;张志清;李淼泉
5.TC4-DT钛合金基于最大m值的超塑变形 [J], 郑漫庆;王高潮;喻淼真
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钛合金超声振动塑性成形技术研究现状

ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓｏｆＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＶｉｂｒａｔｉｏｎＡｓｓｉｓｔｅｄＰｌａｓｔｉｃＦｏｒｍｉｎｇ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＴｉｔａｎｉｕｍＡｌｌｏｙＬｌＵＴａｏ．ＬＩＮＪｕｎＧＵＡＮＹａｎ－ｊｉｎ．ＸＩＥＺｈｅｎ — ｄｏｎｇ，ＺＨＵＬｉ — ｈｕａＺＨＡＩＪｉ — ｑｉａｎｇ
ｆｏｒｍｉｎｇｍｅｃｈｎｉａｓｍｓａｎｄｈｅｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｂｒｉｅｌｆｙ．Ｔｈｅｐｌａｓｉｔｃｆｏｒｍｉｎｇｃｈｒａａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｉｔｏｎａｓｓｉｓｔｅｄｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏ－
合金超声成形技术中存在的问题。现有研究表明，钛合金超声塑性成形技术具有很广阔的应用前景，是钛
合金塑性成形技术中极具先进性与挑战性的研究重点。

TC6钛合金应变速率循环及应变诱发超塑性研究的开题报告

TC6钛合金应变速率循环及应变诱发超塑性研究的开题报告一、研究背景：随着航天航空、汽车、建筑等领域的不断发展，对材料高强、高韧、高稳定性和高超塑性等综合性能的要求不断提高。

钛合金是一种具有广泛应用前景的优良材料，其优点在于重量轻、强度高、耐腐蚀性好等特点，并且具有良好的塑性和可加工性。

在钛合金中，TC6是最常用的一种。

应变速率循环及应变诱发超塑性是两个不同的超塑性形式，都是通过加热使材料达到高温状态引发的。

应变速率循环超塑性可以通过多次循环各种应变速率来获得，从而实现超塑性。

而应变诱发超塑性是指在材料受到应力作用下，到达一定程度后，通过加热将材料变形并保持高温状态，从而实现超塑性。

两种超塑性均可抑制晶界滑移和晶界扩散，提高材料综合性能。

二、研究目的：针对TC6钛合金的应变速率循环及应变诱发超塑性进行研究，探究其超塑性表现和微观结构变化规律，并提高材料的综合性能和应用前景。

三、研究内容：1. 准备不同形态和尺寸的TC6钛合金试样，并设计应变速率循环和应变诱发实验方案。

2. 通过应变速率循环和应变诱发实验，获取材料的应力应变曲线和变形机制，探究材料的超塑性表现。

3. 利用薄膜电镜和X射线衍射等技术对试样进行微观结构分析，研究试样的晶界特征、晶体结构变化和位错形成等问题。

4. 根据实验结果，优化材料微观结构和加工工艺，提高TC6钛合金的综合性能和应用前景。

四、研究意义：通过研究TC6钛合金的应变速率循环和应变诱发超塑性，可以得到其微观结构变化和变形机制，为材料制备和加工提供参考。

优化材料的微观结构，提高TC6钛合金的超塑性和综合性能，可以在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。

同时，本研究也有助于推动材料科学的发展和创新。

钛合金超塑板制备研究进展

钛合金超塑板制备研究进展
王小翔
【期刊名称】《钛工业进展》
【年(卷),期】2016(033)006
【摘要】超塑成形/扩散连接( SPF/DB)技术为钛合金在航空航天领域的应用打开了一条通道，该技术的发展也对所需的钛合金超塑板提出了更高的要求。

介绍了国内外在TC4钛合金超塑板、新型钛合金低温超塑板和新型短时高温钛合金超塑板方面的研究进展。

指出，我国经过三十多年的持续技术攻关和应用经验积累，钛合金超塑板的生产技术水平基本与国际先进水平同步，尤其是自主研发的特种轧制技术，能够有效控制钛合金超塑性板材的晶粒度和各向异性，保证后续SPF/DB工艺的需要。

最后对我国钛材研发企业提出了几点建议，指出了未来钛合金超塑板研究的工作重点。

【总页数】4页(P1-4)
【作者】王小翔
【作者单位】宝钛集团有限公司，陕西宝鸡 721014
【正文语种】中文
【中图分类】TG337.6
【相关文献】
1.TC6钛合金的超塑变形机制研究 [J], 王高潮;李娟;徐雪峰;孙前江;董洪波
2.置氢TC4钛合金激光焊接接头超塑变形组织均匀性分析 [J], 江训焱;陈溢平;王
明;程东海
3.置氢对钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的影响 [J], 范朝;程东海;陈益平;胡德安
4.TA15钛合金超塑变形量对变形后力学性能的影响 [J], 张建;侯亮;李佼佼
5.TC4-DT钛合金基于最大m值的超塑变形 [J], 郑漫庆;王高潮;喻淼真
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热处理对TC6钛合金内表层组织及硬度的影响

第35卷　第1期2010年1月HEAT T RE AT ME NT OF MET ALSVol 135No 11January 2010热处理对TC6钛合金内表层组织及硬度的影响白新房,魏玉鹏,辛社伟,石新层,贾　峰(西北有色金属研究院,陕西西安　710016)摘要:对TC6钛合金进行990℃保温热处理,研究保温过程中氧原子、合金元素分布变化对内表层组织及硬度的影响。

结果表明,在990℃热处理后试样内表层富氧α层从边部到基体内部显微硬度呈现低2高2低的变化规律,在距边部约55μm 处达到最大值449HV1。

内表层显微硬度的变化是由于氧化作用而导致内表层合金元素分布变化和氧原子的富集引起的。

关键词:T C6钛合金;显微硬度;α层;氧化中图分类号:TG14612+3 文献标志码:A 文章编号:025426051(2010)0120106204Effect of heat treat ment on subl ayer m i crostructure and hardness of TC6tit an i u m alloyBA I Xin 2fang,W E I Yu 2peng,X IN She 2wei,SH I Xin 2ceng,J IA Feng (North west I nstitute f or Nonferr ousM etal Research,Xi ′an Shaanxi 710016,China )Abstract:Effects of distributi on of oxygen at om and all oying ele ments on sublayer m icr ostructure and hardness of TC6titaniu m all oy were studied 1The results show that after heat treat m ent at 990℃m icr ohardness in oxygen 2rich αlayer of s peci m en dis p lays l ow 2high 2l ow variati on fr om edge t o inner matrix 1The hardness has the maxi m u m value 449HV1in the p lace of 55μm fr om edge 1The hardness variati on of sublayer is due t o the distributi on of all oying ele ments sublayer and oxygen at om enrich ment because of oxidati on 1Key words:TC6titaniu m all oy;vickers hardness;αlayer;oxidati on收稿日期:2009205231作者简介:白新房(1981—),男,陕西咸阳人,硕士,工程师,主要从事钛及钛合金组织分析及检测等方面的工作。

TC6钛合金微观组织演变规律及热处理工艺优化研究

TC6钛合金微观组织演变规律及热处理工艺优化研究
陈红艳
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】通过金相显微镜观察和分析不同变形温度下TC6合金的微观组织变化,并采用反向传播(Back Propagation,BP)算法进行热处理工艺优化。

实验结果显示:高温和较大的应变速率会促使TC6合金中α相的尺寸增大和含量减少,并逐渐转变为β相。

热处理工艺优化后的预测值与实际值的变化趋势相同,表明优化后的热处理工艺参数符合工艺需求。

此次研究为钛合金TC6的制备和应用提供了理论依据和实际指导,有助于提高钛合金TC6的性能并优化加工工艺。

【总页数】3页(P37-39)
【作者】陈红艳
【作者单位】中国航发哈尔滨东安发动机有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.2
【相关文献】
1.钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展
2.TC6钛合金热处理工艺研究
3.TC6钛合金小规格棒材热处理工艺研究
4.TC6钛合金变形及热处理组织性能研究
5.钛合金楔横轧工艺参数对微观组织演变规律的影响探究
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Tc6钛合金阀体抗疲劳加工制造研究课题

Tc6 钛合金阀体抗疲劳加工制造研究课题一、目的意义1、课题研究的背景液压技术是古老而新兴的行业，从 18 世纪末世界上第一台水压机出现，液压技术开始发展与应用。

20 世纪 50 年代，液压传动应用普及发展迅速，形成了传动、控制、检测为一体的完整自动化技术。

目前，95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%的自动生产线均采用了液压技术，该技术应用领域非常广泛。

其发展趋势主要朝着高压、高速、大功率、高集成化、低噪声与高可靠性发展。

液压阀是液压系统中使用最多的元件，它的功能是控制油液的流动方向、压力、流量，以满足执行元件所需的动力方向、力(或力矩)、速度要求，使整个液压系统能按要求协调地进行工作。

所以当液压阀出现失效时，对液压系统的稳定性、精度和可靠性均具有极大的影响，甚至造成系统完全不能工作。

随着液压技术的不断发展，对液压阀的技术性能、产品质量、适应工作介质等要求越来越高，而发展钛合金等液压阀产品及技术开发，具有重要意义。

钛是 20 世纪 50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。

20 世纪 50～60 年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70 年代开发出一批耐蚀钛合金，80 年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。

钛及钛合金具有密度低、强度高、耐腐蚀和耐压性好等突出优点，目前已广泛应用于航空、航天、石油、化工、冶金、电力、医药卫生和仪器仪表等行业。

为适应航空、海洋工程、船舶、工程机械、化工等领域需求，在钛合金液压阀开发过程中，用新技术、新材料和新标准规范产品设计，符合国家高新技术产品政策的要求，是一种新兴的，又很有发展前途的材料应用技术，从而提高了阀门质量，改善了产品性能。

钛及钛合金质量轻，强度高，屈强比高，无磁性，有生物惰性，并具备优良的耐腐蚀性能。

文献翻译-钛合金相变超塑性连接技术研究

外文资料翻译Transformation Super plasticity of Titanium AlloyTechnology Research ConnectionThe outstanding characteristic of titanium is its high specific strength and excellent corrosion resistance, while at the same time has good heat resistance and low temperature performance, and practical application of a wide range. As long as the materials properly, not only can greatly increase the effectiveness of equipment, but also can bring significant economic benefits. In regard to corrosion resistance, titanium alloys in oxidizing and neutral media is extremely stable, the corrosion rate in sea water is far below the stainless steel, compared with platinum, it is suitable for the petroleum, chemical, electric power, metallurgy, agricultural chemicals, paper-making, shipbuilding, food and medical applications and health departments.Due to the characteristics of titanium alloy with the above, it is particularly suitable for aircraft and spacecraft materials design is required. Aviation Industry Development and Application of titanium alloys is the first sector. The beginning of the fifties, the United States succeeded in the use of a titanium aircraft, although at the time of each aircraft being used for only 1% the weight of the structure of titanium, but titanium has opened up applications in the aviation industry in the broad road. Now, the titanium in the world has been widely used, small screws, nuts, such as connectors, up to the fuselage frame, every other frame, such as structural parts, and even more than 6 meters long, weighing two tons of the main support beam of the landing gear. For high-speed fighters, as a result of high-speed and high maneuverability, the aircraft structure as far as possible the requirements of light, heat capacity at the same time; practice has proved that titanium is the most appropriate material.Titanium is the world's recognized difficult-to-machine materials, but theuse of super plastic forming / diffusion bonding process (SPF / DB) can be produced by welding, riveting processes difficult to produce complex titanium aircraft parts and components to enable integration, light weight, and lower the cost.Use of materials under thermal cycle repeated phase-change role in the effects of pressure welding material so that the contact took place in super plastic flow, so that the surface in close contact and close to the inter-atomic forces to achieve the scope of , the realization of the material on both sides of the interface connected to a reliable welding method known as phase-change Super plastic diffusion bonding (Transformation Super plastic Diffusion Bonding). Super plastic conditions, the material under stress in the smaller plastic deformation has a very good ability to flow the process of super plastic materials in a highly activated state of atoms, these materials will help to remove the surface oxide film to improve the combination of the close connections and speed up the atomic diffusion, resulting in a short period of time to achieve a reliable connection. Be welded as long as the phase-change material, the use of such methods can be welded. Repeated phase-change material is produced by thermal cycling to achieve, and therefore thermal cycling method has become the core of this welding process links.Phase transformation super plastic diffusion bonding is a solid-phase welding method, a general proliferation of welding and the characteristics of welding deformation, deformation mechanisms and the proliferation of mechanisms in the formation of welded joints are equally important role in the process. Phase transformation super plastic diffusion bonding joints or less after the formation of three phases.First, physical contact with the formation of phases:To the formation of the actual physical contact, the material must be removed on the surface oxide film and the adsorbed layer, but in the welding process and welding can completely clear the oxide film is of utmost importance. Vacuum welding, the adsorbed layer and the oxide film under hightemperature description, distillation, evaporation, chemical reaction and dissolution methods can be eliminated.In the process of diffusion bonding, only the material near the surface of each other, reaching between atoms can be caused by physical distance, will it be possible to form a welded joint quality. In general, the solder materials were processed through sophisticated, from the micro-view of its surface is still uneven. Therefore, in the beginning stages of diffusion welding, the welding material contact surfaces can only form of local contacts, while the remainder of the full contact is required by the interface of the plastic deformation of solder material, there is no part of the full contact holes are formed, the holes on the formation of adverse effect on joint reliability.Phase change materials in the super plastic deformation resistance under conditions of low stress in the low to the high occurrence of plastic deformation, welding interface of the holes can exist in the role of high-plastic archeology to be filled rapidly. Phase-change material, the grains continue to migration and conversion, the surface oxide film to break down quickly broken. The use of phase-change method of super plastic diffusion bonding can be smaller under the pressure of the rapid realization of fully welded joint physical contact.Second, chemical interaction of stages:The formation of the actual contact and the surface is not enough to have a strong connection between atoms. In order to obtain the combination of atoms between the solid, it is necessary to activate the surface atoms. Activation of the surface atoms will lead to the original bond (for example, the chemical adsorption and oxygen level) of the tear, and then will it be possible to make the electronic interactions between atoms. Under the metal in the external force generated by shear stress and normal stress can cause the metal surface of the plastic deformation and flow, plastic deformation and flow of cause defects in the crystal structure (dislocations and hole) to move to the surface at this time, defect migration the release of atomic energy will activatethe surface, the formation of activation centers. If the higher temperature, the surface will activate the number of centers is increasing rapidly. Surface and then welded between the two has to activate the interaction between the atoms combine.Transformation Super plasticity make plastic welding surface archeology, the archeology of plastic to broken oxide film and increase the dislocation density and the hole with the speed of migration. After breaking the oxide film to form a "fresh, the surface, this surface has a higher degree of chemical activity. At the same time, phase change as a result of recrystallization and dynamic recrystallization of the repeated changes in the grain boundary and repeated migration, so that atoms have a high interface activity.Third, the interaction of body phases:Is through a combination of metal materials for the spread around the stage. In welding with the metal, the sign of the end of the third phase is generated in the joint of the recrystallization process, a common grain. Dissimilar metal welding, whether or not to limit the spread of the third phase of the process depends on the nature of the proliferation zone and the resulting nature of the new phase. Transformation Super plasticity of the tremendous role in promoting proliferation, could have been welding in a short time. Application of super plastic titanium alloy connectivity features: First, can the past by a number of parts by mechanical connection or welding together the major components assembled in a heated, pressurized process of forming the overall structure for large pieces, greatly reducing the number of parts and tooling to shorten the manufacturing cycle, reduced the manufacturing cost.Second, designers can provide greater flexibility to design a more rational structure to further improve the efficiency of the structural load to reduce the structural weight.Third, the use of this technology to create comprehensive maps of the structure, and material after the diffusion bonding interface completelydisappeared, so that the entire structure as a whole, has greatly improved the structure of the anti-fatigue and anti-corrosion properties; and through appropriate structural design can also improve the structure of the bending rigidity, and expand the scope of application of titanium alloys. Industrial base, such as air days of the titanium alloy used in cold forming and machining is very difficult to make it practical subject to certain restrictions, SPF / DB titanium technology enables a simple manufacturing process, can be achieved almost at the same time more than technology The precise amount of processing, improved material utilization, reduced production costs.Fourth, the material in the process of super plastic forming can withstand great deformation without rupture, you can shape the structure of a very complex matter, which is the conventional method of cold forming the basic shape can not do or need to be achieved on many occasions. Super plastic forming material in the course of flow stress is very small, this can be used in small tonnage of equipment forming the structure of large pieces of the structure and processing of non-resilient, non-residual stress, high-precision forming.U.S. aircraft manufacturer in the early seventies began to study the super plastic forming technology of titanium alloy (SPF), in 899 ~ 927 ℃high temperature and strain rate of 10-4 cm / s under the conditions so that an extension of titanium alloys rate of 60 to 1000%, the sample forming process a vacuum forming plastic board as the same does not occur in the case of necking and fracture under the uniform deformation of the complex.At present, the United States has in the four models using Ti-6AL-4V super plastic forming (SPF) components, the number reached 256. One of "AV-18" 74 pieces, "F-25" 77 pieces, "F-18" 29 pieces, "B1-B" 76 pieces. Using super plastic forming process for the "F-18" has produced 5000 parts, and the number is increasing, the company's three meters in diameter "F-20" body frame, is also planning the use of two semi (SPF) forming process. Titanium alloy in the super plastic forming process conditions, diffusionbonding can be carried out.In the mid-seventies, the U.S. Air Force commissioned a company in Rockville (SPF / DB) process "B1-B" beams framework engine aircraft, the 12 parts of Ti-6AL-4V sheet metal forming, reducing the weight than the original 39%, reduced costs by 43%, dispense with the fastener 81.At present, for the purpose of establishing the U.S. Air Force (SPF / BD) technology is pursuing a (BLATS) plan that is ready to create a low-cost structure of advanced titanium alloys plan. As part of the plan, Rockville Company has successfully created a lot of titanium aircraft parts. The largest component in the body has reached 454 kilograms, length of 102 centimeters, width of 429 centimeters, and the thickness of 25-71cm. After the body parts to achieve size 41x163x168cm, and the use of original parts manufacturing process compared to 32% weight, the cost dropped by 41%.In 1981, the U.S. Air Force component of the load under the assumption that the two tests to verify its reliability, testing 4000 hours to do the first time the successful conduct of the 8000 hours. In the second test, the parts intended to crack the main site of occurrence, the pilot process to intentionally damage, is still facing a test of 8000 hours. It can be seen, (SPF / DB) titanium alloy forming technology of high reliability components钛合金相变超塑性连接技术研究钛合金的突出特点在于它的高比强度及优良的耐腐蚀性，同时又具有良好的耐热性和低温性能，因而实用性强，应用面广。