钛合金材料组织性能关系

钛合金材料组织和性能关系，报告人：朱智寿，2009年11月29日，中国航空工业北京航空材料研究所，概述，4，钛合金组织类型的工程定义，1，钛合金组织和性能的一般关系，2， 元件决定合金类型，作业决定组织类型，组织决定性质，钛合金组织参数(d、d、b、)对效能的影响，钛合金组织类型的工程定义，(1)等轴组织； (2)混合组织；(3)篮组织；(4)卫组织，钛合金组织类型的工程定义，(1)薄膜组织；(2)过渡组织(3)旧组织，一般分类方法，国外一般分类，国内一般分类，4，薄膜组织，2，篮子组织，3，双组织，1，等轴组织，钛合金组织类型的工程定义，适合工程应用的分类，以及双层组织及其类型变化(混合组织)；钛合金组织类型的工程定义；近合金、合金、近合金；等轴组织=(等旋转)特征：等轴 40% 等轴；球形、椭圆形；椭圆。 碎晶系、大块、薄膜组织及其类型变化；钛合金组织类型的工程定义；粗糙的大层；板材组织=旋转(不变形)特征：等轴=0% 旋转(不变形)是板材层的主要特征，板材厚度不同，形状不同拉伸特性：退火(板材层)组织塑料最大值、双状态最佳值、加工(篮子)组织各向异性、钛合金组织和断裂韧性、断裂韧性kic:退火组织高、双状态中心、加工组织最高值、钛合金组织特性和da/dN性能关系、da 随着粒子的增加，合金的断裂韧性和屈服强度逐渐降低，MicrostructuresABC，强韧性相匹配：退火组织仅提高强度，塑性和韧性就大大降低，使用性能：当粒子形成时，强度和韧性不会发生很大变化，但随着相含量和钛合金拉伸性能的增加，合金的拉伸强度和屈服强度变化只有50MPa，但拉伸率和截面收缩率迅速提高，时效温度对Ti-10V-2Fe-3Al合金力学性能和二次尺寸的影响随着二次相板材厚度的增加，合金的强度下降更加明显，塑性和断裂韧性大大提高。，相含量与钛合金强韧性匹配关系，钛合金组织和性能的一般关系，问题：钛合金一般组织类型难以满足综合高性能要求，钛合金组织控制技术，实现综合高性能目标，1，基本要求：强韧性匹配，强塑性匹配2，使用要求：高疲劳性能和损伤容差性能匹配，2 加工成型性能好(例如焊接性能、超塑性成型性能等)4，其他综合性能：低槽口灵敏度、良好的环境稳定性、应力腐蚀和氢脆电阻、综合高性能(a)钛合金准锻造工艺，通过获取高塑性网状篮组织，实现综合高性能目标的有效方法，新 ，例1:高强度损伤容限TC21钛合金，621，TC21钛合金与美国Ti62222S钛合金具有良好的综合性能匹配，TC18钛合金是中国大型运输机广泛选择的高强度钛合金，使用新的“准锻造工艺”取得了高性能综合匹配。例2:高强度钛合金TC6钛合金，高强度TC18(BT22)钛合金采用新的“准锻造工艺”，获得了高性能综合性能，并应用于特定战斗机。示例3:中强度TC6(BT31)钛合金、(2)中强度钛合金、钛合金准热处理工艺、高塑性板材组织，以及实现新“钛合金准热处理工艺”(ZL200410090864.3)综合高性能目标的有效方法(2)复杂截面大型锻件的组织和性能均匀性；(3)一般热处理在技术关键，例如实际生产管理的困难。例如，中钢和高损伤容限TC4-DT钛合金、TC4-DT钛合金常用于中国下一代飞机安全寿命等级关键轴承零件，621个、美国F-22飞机和C-17等大型运输机中也使用了大量常规退火形式的Ti6Al4VELI损伤容限钛合金，其他类似性能的TC4，与美国ti-6al-4veli合金相比，(3)高温钛合金、钛合金近锻工艺、高温综合性能优良的双状态组织、钛合金双相图、近锻造工艺，即在相变点下15 加热锻造、锻造后冷却方法等获得的双状态组织(或钛合金铸锭和坯料的镦粗工艺、机械性能和超声波探伤缺陷检测缺陷等需要优秀等轴组织的几个研究热点，斑点冶金缺陷控制组织新材料组织性能新技术，定义：相(等轴或带材)含量低于基体20%的冶金缺陷的特点：低配速普通亮点、黑点、高配速黑点、硬度TC18(BT22)锻造，Ti1023锻造，可能存在于斑点钛合金中，斑点对性能的影响，斑点对Ti-10-2-3钛合金塑性和低周疲劳特性的影响，制造过程中的控制方法：(1)合金控制晶体学组织：主要影响机械性质各向异性、疲劳和腐蚀行为等的状态：X射线(极度、ODF)、SEM(EBSD)、TEM等，组织控制和性能、方向和疲劳裂纹形成关系(F.Bridier) 日本Toyota corporation开发的gum钛合金特性，超细化工艺：大尺寸成形(SPD)-高塑性变形(HPT)、ECAP(ECAP) 应用基础研究：(1)要以“外表”或基本性能研究为主，加强新材料和新工艺使用性能研究，并与实际应用相联系。(2)基于综合高性能要求的组织参数设计和控制研究不多，追求单一高性能的组织-性能关系研究(如极端条件或极端性能研究)。(3)加强激光成型、特殊焊接、爆炸复合等特殊加工工艺条