摘要:在不同的激光线能量条件下对TC17钛合金进行了焊接，采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸和疲劳试验机对接头的宏观形貌、微观组织和力学性能进行了对比研究。结果表明：随着激光线能量的增加，焊缝宏观形貌由Y型转变为X型、焊缝中气孔缺陷数量先增加后减少，气孔缺陷主要分布在焊缝的中下部。焊缝由柱状晶粒组成，柱状晶内部存在条形枝晶，枝晶间距随着线能量的增加而逐渐增大。热影响区由尺寸较小的等轴晶组成，随着激光线能量的增加，α相晶粒逐渐细化，而β相逐渐粗化。在拉伸和疲劳试验中，TC17激光焊接接头均断裂在焊缝。受焊缝内部枝晶尺寸的影响，抗拉伸强度随线能量的增加而降低。气孔是导致疲劳断裂的主要原因，气孔缺陷数量越少，则疲劳寿命越长。

摘要:TC18钛合金锻件低倍组织出现分层现象。较亮的低倍组织具有较低的性能，通常被称为冷模组织。降低冷却速度可能会减少冷模组织的产生，但也可能加剧模具磨损。通过模拟和实验研究了TC18钛合金框锻件热锻过程低倍组织分层、模具磨损与工艺参数间的关系。通过二次开发将冷模组织和磨损深度预测模型导入DEFORM软件。利用开发后的软件模拟了钛合金框锻件连续锻造生产过程，研究了冷模组织和磨损特性。利用响应面法和优化参数，讨论了不同参数下模具磨损与冷模组织厚度间的关系。结果表明：钛合金锻件冷模组织含量主要受接触条件的影响，而锻模磨损深度主要受模具预热温度的影响。应用玻璃纤维润滑剂能在不显著增加磨损深度的前提下实现锻件冷模缺陷组织含量的有效降低。

摘要:钛合金弹性性质因其组成成分以及组织结构的差异而不同，如高纯Ti的弹性模量约为93 ~ 120.5 GPa。本文基于多尺度弹性响应本构模型，以双相α+β钛合金为例，理论预测了钛合金载荷作用下的等效弹性响应，理论计算了不同相含量的钛合金等效弹性性质，如等效弹性模量E ?、等效体积模量K ?、等效剪切模量G ?以及等效泊松比ν ?，揭示了相含量对钛合金弹性性质的影响机制。与不同细观力学模型以及实验测量值的比较表明，双相钛合金E ?受α相的影响较大，且α相的降低，近似从111.11 GPa逐渐降至87.49 GPa；K ?、G ?以及ν ?受β相的影响较大，随β相的增加，K ?近似从104.12 GPa增至117.21 GPa，G ?从42.02 GPa降至31.81 GPa，ν ?从0.322增至0.376，模型预测值与实验测量值大致相当，从而证实了该模型的准确性。

摘要:采用真空电弧熔炼炉制备了原位自生Ti2AlC增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,研究了CNTs含量对TiAl基合金的组织演变和力学性能的影响。结果表明,随着CNTs的增加,合金的凝固路径向高Al方向移动,γ相含量增多,与此同时片层组织逐渐细化,Ti2AlC的长径比逐渐减小。在固溶强化、细晶强化以及Ti2AlC析出相强化的作用下,合金的力学性能得到显著提高。随着CNTs含量的增加,合金的维氏硬度由358.4±19.2 HV提高到了428.5±23.1 HV。合金的室温压缩强度和高温压缩强度均随着CNTs的增加先增加后减小。当CNTs添加量为3.0 at.%时,其室温压缩强度和最大应变分别达到1890.61 MPa和29.09%,分别提升54.95%和28.31%。在800 ℃压缩中,合金的硬化和软化效果受CNTs含量影响,3.0 at.% CNTs的合金表现出最高的压缩强度,相比于未添加CNTs时提升约31.42%,而4.5 at.% CNTs的合金在不影响压缩强度的情况下表现出较好的软化效果。

摘要:金属塑性热耗散仍是一个未完全解决的问题,如现有文献中关于功-热转换系数及其应变、应变率相关性的实验结果并不一致。本文对TA2工业纯钛在0.1 s^(-1)-100 s^(-1) 应变率下拉伸过程的热耗散特性开展研究,采用DIC及红外测温同步测试系统对平板拉伸试样的变形及温度场演化过程进行分析。实验结果显示：当应变率大于1 s^(-1) 时,在试样拉伸颈缩前,可近似为绝热状态。TA2工业纯钛的Taylor-Quinney系数β的应变率效应不敏感,但并不是一个常数,而是随应变演化的。在加载初始阶段β随应变增大而增大,至拉伸应变9%左右时达到最大值0.92；随后β随应变发展逐渐减小,至应变30%时β减小为0.8左右。对不同变形阶段试样的EBSD微观分析表明,Taylor-Quinney系数的变化与材料变形过程孪晶及微观组织演化相关。

摘要:采用选区激光熔化(SLM)技术成形TC4钛合金均匀与梯度点阵结构,研究了不同杆径(0.8~1.2mm)、单胞类型(bcc、fcc、fbcc)、添加竖向支杆(bccz、fccz、fbccz)对均匀与梯度形式点阵结构压缩性能及能量吸收的影响规律。结果表明：1.2mm杆径点阵结构性能最优；fccz与fbccz点阵结构分别在同质量与同体积下具有最佳的性能；竖向支杆的存在能够大幅的增强点阵结构在特定加载条件下的性能；均匀点阵结构在失效前的压缩性能与能量吸收优于相同相对密度及应变的梯度点阵结构,由于梯度点阵结构逐层断裂的特性,在50%及更大应变的状态下具有更优的性能,更适于应用在吸能装置。

摘要:后处理工业所涉及的关键设备如溶解器、蒸发器等长期处于高浓度、高放射性的沸腾硝酸中,保证设备安全可靠运行是首要目标。本文采用全浸腐蚀和电化学腐蚀实验手段研究了热处理工艺对Ti-5Ta-5V-8Cr-Al合金(Ti5581)在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,仅固溶和460 ℃时效时Ti5581合金具有较低的腐蚀速率,腐蚀240 h后腐蚀速率为0.022 mm/a。进一步采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、等分析方法分析了Ti5581合金腐蚀后表面钝化膜的结构和成分,表明腐蚀后表层钝化膜平滑且致密,表层钝化膜为Ti和Ta的混合氧化物。研究发现Ti5581合金表层钝化膜的形成与α相的数量和形态相关：与550 ℃高温时效相比,460 ℃低温时效时α相尺寸较小且Ta元素质量分数较高,腐蚀均匀性更好,易于形成致密钝化膜且钝化膜更稳定。