高强亚稳β钛合金的变形损伤行为研究现状 被引量：2

1

作者 朱辰哲 付秀丽 +2 位作者 王立群 袁丕琪 门秀花 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第3期76-84,共9页

亚稳β钛合金具有密度小、比强度高、可塑性好以及优良的耐腐蚀等力学和物理学性能,已经广泛应用在航空航天、生物医学和石油化工等领域。为实现对新一代高强度、高塑性钛合金的研发与应用,必须明确亚稳β钛合金力学性能与其变形损伤行... 亚稳β钛合金具有密度小、比强度高、可塑性好以及优良的耐腐蚀等力学和物理学性能,已经广泛应用在航空航天、生物医学和石油化工等领域。为实现对新一代高强度、高塑性钛合金的研发与应用,必须明确亚稳β钛合金力学性能与其变形损伤行为之间的联系。文章分析了亚稳β钛合金在变形损伤过程中的组织演变,概述了亚稳β钛合金的各种变形行为及各变形之间的联系,总结了不同的变形行为影响下对亚稳β合金力学性能的提升;然后阐述了亚稳β钛合金在动载荷下的损伤行为及其内部的组织演变,探讨了微观损伤对合金强化与失效之间的联系,以期对新型钛合金的研发与优化提出新见解。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 变形行为 损伤行为

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热处理对亚稳β钛合金显微组织与性能的影响 被引量：9

2

作者 肖树龙 陈兆琦 +4 位作者 荆科 梁振泉 徐丽娟 田竟 陈玉勇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1655-1664,共10页

采用XRD、SEM、TEM、常温拉伸及蠕变等手段,对成分为Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe-0.1B-0.1C的新型亚稳β钛合金展开了研究,分析了热处理对合金显微组织、力学性能及蠕变行为的影响。经过固溶时效处理后,合金的显微组织中析出了大量... 采用XRD、SEM、TEM、常温拉伸及蠕变等手段,对成分为Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe-0.1B-0.1C的新型亚稳β钛合金展开了研究,分析了热处理对合金显微组织、力学性能及蠕变行为的影响。经过固溶时效处理后,合金的显微组织中析出了大量针状次生α相,次生α相与β基体保持着Burgers位向关系与半共格界面,显著强化了合金基体,合金的最高屈服强度达到1444 MPa,同时具有4.2%的伸长率。分析蠕变实验结果认为,蠕变断裂是由晶界上分布的α相所引起的应力释放断裂机制主导的。晶界α相的破碎会引入更多可能引起孔洞及裂纹产生的位置,使合金的抗蠕变性能恶化。因而,经过固溶+300℃时效处理后,合金β晶界上α相呈连续长条状分布,使合金具有最长的蠕变寿命。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 热处理 显微组织 拉伸性能 蠕变

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亚稳β钛合金的设计方法及室温变形机制的研究进展 被引量：3

3

作者 杨家坤 包翔云 +2 位作者 张金钰 刘刚 孙军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第19期19170-19180,共11页

本文介绍了当前亚稳β钛合金中的一些设计方法,包括合金元素法、[Mo]当量、d电子合金设计和e/a电子浓度等,概述了当前亚稳β钛合金中变形机制的一些研究进展,如滑移、机械孪晶和应力诱发相变,并对其变形机制之间的相互联系以及变形机制... 本文介绍了当前亚稳β钛合金中的一些设计方法,包括合金元素法、[Mo]当量、d电子合金设计和e/a电子浓度等,概述了当前亚稳β钛合金中变形机制的一些研究进展,如滑移、机械孪晶和应力诱发相变,并对其变形机制之间的相互联系以及变形机制和合金力学性能之间的关系进行总结,最后讨论了不同因素对变形机制的影响,包括β相稳定性、变形过程、晶粒取向与尺寸以及第二相等。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 设计方法 变形机制 力学性能

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铸态亚稳β钛合金高应变速率动态再结晶机理 被引量：4

4

作者 赵秦阳 陈永楠 +3 位作者 徐义库 Rob TORRENS Leandro BOLZONI Fei YANG 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1310-1319,共10页

针对铸态亚稳β型Ti-5553钛合金,基于热模拟试验,研究了合金在高温高应变速率条件下的热变形行为,并发现了一种全新的动态再结晶机制。结合多种材料表征技术,揭示了新动态再结晶机制的微观组织演变机理,并分析了变形参数对再结晶行为的... 针对铸态亚稳β型Ti-5553钛合金,基于热模拟试验,研究了合金在高温高应变速率条件下的热变形行为,并发现了一种全新的动态再结晶机制。结合多种材料表征技术,揭示了新动态再结晶机制的微观组织演变机理,并分析了变形参数对再结晶行为的影响。结果表明:亚稳β钛合金在高温高速率条件下的显著动态软化是动态再结晶和流变失稳共同作用的结果,动态再结晶产生新晶粒的形核位置、尺寸和组织占比都对热变形参数有较高的敏感性。本文发现和揭示的新动态再结晶机制是连续和不连续这两种常见机制混合而成的耦合机制,既包含了引发不连续动态再结晶的晶界应变集中效应,又包括了连续动态再结晶的亚晶旋转形核过程。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 热变形 微观组织演变 变形机制 动态再结晶

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亚稳β钛合金的变形孪晶和应力诱发相变 被引量：16

5

作者 赖敏杰 李金山 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2185-2191,共7页

亚稳β钛合金的力学性能与其变形机制密切相关。在稳定性很高的β基体中位错滑移是唯一的变形机制,而随着β基体稳定性的降低,除位错滑移之外的其他变形机制如{112}<111>变形孪晶、应力诱发β→ω相变、{332}<113>变形孪晶... 亚稳β钛合金的力学性能与其变形机制密切相关。在稳定性很高的β基体中位错滑移是唯一的变形机制,而随着β基体稳定性的降低,除位错滑移之外的其他变形机制如{112}<111>变形孪晶、应力诱发β→ω相变、{332}<113>变形孪晶以及应力诱发β→α″相变等变形机制会逐渐产生。这些变形机制可以导致孪晶/相变诱导塑性的效应,能显著提高相应合金的加工硬化率和塑性。近年来关于这些变形机制的研究取得了重要进展,不同变形机制之间尤其是变形孪晶与应力诱发相变之间的内在联系被揭示出来,为现有合金的性能优化和新型合金的设计开发提供了重要的理论指导。本文综述了这些研究进展,并对其中存在的一些不足进行了分析。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 变形孪晶 应力诱发相变 微观组织 力学性能

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新型亚稳β钛合金Ti2448的温变形行为及本构模型 被引量：2

6

作者 王哲君 强洪夫 王学仁 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1295-1300,共6页

采用压缩实验研究应变速率和变形温度对新型亚稳β钛合金Ti2448温变形行为的影响。热模拟压缩实验在Gleeble-3800热模拟机上进行,变形温度为473-673 K,应变速率为0.001-10 s-1,变形程度为45%。结果表明:在高、低应变速率下合金呈现不同... 采用压缩实验研究应变速率和变形温度对新型亚稳β钛合金Ti2448温变形行为的影响。热模拟压缩实验在Gleeble-3800热模拟机上进行,变形温度为473-673 K,应变速率为0.001-10 s-1,变形程度为45%。结果表明:在高、低应变速率下合金呈现不同的变形特性。低应变速率(0.001-0.1 s-1)下,流动曲线呈现明显的应变硬化特性;在10 s-1的高应变速率下,流动应力在达到饱和后,因温升效应而下降;在673 K变形温度下流动应力因材料内部相变而具有显著的应变速率负敏感性。基于分段外推饱和模型和改进的Voce模型分别构建Ti2448合金在温变形高、低应变速率下的流动应力模型;该模型得到的预测曲线(应力—应变曲线)和实验曲线吻合较好,能够有效预测Ti2448合金在温变形过程中的流动应力,其中,改进的Voce模型能同时较好地描述饱和型和非饱和型应变硬化特性。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 温变形 本构模型

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亚稳β钛合金Ti—10V—2Fe—3Al的等温热形变特性

7

作者 郑月秋 《稀有金属快报》 CSCD 1998年第9期4-6,共3页

关键词 钛合金 亚稳β钛合金 等温热形变 等温锻造

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高Al含量的亚稳β型Ti-Al-Mo-Nb-V系列钛合金的组织与力学性能

8

作者 张健 朱智浩 +1 位作者 张爽 董闯 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期207-212,共6页

目前,亚稳β钛合金的成分朝着更高Al含量和更高β稳定元素含量的方向发展,本工作基于典型亚稳β钛合金β-21S和TB18的成分设计思路,添加了更高含量的Al元素,同时添加了Mo、Nb、V三种β稳定元素,设计并利用铜模吸铸法制备了高Al含量的亚... 目前,亚稳β钛合金的成分朝着更高Al含量和更高β稳定元素含量的方向发展,本工作基于典型亚稳β钛合金β-21S和TB18的成分设计思路,添加了更高含量的Al元素,同时添加了Mo、Nb、V三种β稳定元素,设计并利用铜模吸铸法制备了高Al含量的亚稳β型Ti-Al-(Mo,Nb,V)系列钛合金。结果表明,Ti-6.5Al-1.5V-11.5Mo-2.8Nb合金在吸铸态下的β相结构达到临界稳定状态。此时,该合金的拉伸屈服强度为623 MPa,延伸率为16.6%,其屈服强度略低于对标合金TB18,但延伸率明显高于同系列合金和TB18合金,具有最佳的综合力学性能。此外,该合金液固温区为31℃,在同系列合金中最低,且明显低于对标合金TB18的液固温区238℃。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 高Al含量 显微组织 力学性能

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亚稳β型Ti⁃Nb⁃(Zr)合金的力学性能与微观结构研究 被引量：1

9

作者 任抒琪 刘翠秀 +3 位作者 齐悦童 黄子坤 刘林林 孙威 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期291-298,共8页

本文对亚稳β型Ti-26Nb-2Zr(at.%)、Ti-26Nb(at.%)、Ti-22Nb-4Zr(at.%)和Ti-18Nb-8Zr(at.%)合金的力学性能和微观结构进行了研究,并探讨了Zr元素的添加对Ti-Nb-Zr合金力学性能影响的作用机理。结果表明:添加Zr元素可以提高Ti-Nb-Zr合金... 本文对亚稳β型Ti-26Nb-2Zr(at.%)、Ti-26Nb(at.%)、Ti-22Nb-4Zr(at.%)和Ti-18Nb-8Zr(at.%)合金的力学性能和微观结构进行了研究,并探讨了Zr元素的添加对Ti-Nb-Zr合金力学性能影响的作用机理。结果表明:添加Zr元素可以提高Ti-Nb-Zr合金的抗拉强度和塑性,但Zr元素替代相同原子比的Ti元素与替代相同原子比的Nb元素的作用机理不同。分析认为在一定原子比范围内,当Zr元素替代相同原子比的Ti元素时,合金的β相稳定性提高,Zr元素的添加对合金起到固溶强化的作用;而当Zr元素替代相同原子比的Nb元素时,随着Zr元素含量的增大、Nb元素含量的减少,合金的β相稳定性降低,塑性变形过程中应力诱发相变与变形孪晶易产生,合金的强度与塑性得到提高。Ti-Nb-(Zr)合金室温塑性变形过程中,{332}〈113〉变形孪晶起主导作用,在合金晶粒内部产生多种{332}〈113〉孪晶变体,不同孪晶变体之间会发生交互作用,为了进一步协调应力会在粗大的{332}〈113〉一次孪晶中形成{332}〈113〉二次孪晶。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 室温拉伸变形 Zr添加 {332}〈113〉变形孪晶

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亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金{332}〈113〉变形孪晶交互作用的电子显微研究 被引量：3

10

作者 王宇轩 孙威 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期334-339,共6页

本文利用TEM(透射电子显微镜)的表征方法,对亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金塑性变形过程中{332}〈113〉孪晶交互作用区域的局域变形结构进行了细致的表征和分析.结果表明:入射孪晶撞击到阻碍孪晶形成截停组态可以产生强交互作用,导致局域孪... 本文利用TEM(透射电子显微镜)的表征方法,对亚稳β型Ti-25Nb-25Ta合金塑性变形过程中{332}〈113〉孪晶交互作用区域的局域变形结构进行了细致的表征和分析.结果表明:入射孪晶撞击到阻碍孪晶形成截停组态可以产生强交互作用,导致局域孪晶取向及结构的明显变化.一方面入射孪晶的单侧{332}孪晶界由于受到高应力的影响逐渐向低能的{112}孪晶关系过渡,与之对应的孪晶界退缩,使得{332}〈113〉孪晶界回撤区域成为取向与基体相差13°~16°的过渡区.另一方面在交互作用区域高应力的作用下,在交互作用界面附近的孪生区域形成了{332}〈113〉二次孪晶,{112}〈111〉孪晶及扭折带. 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 {332}〈113〉孪晶 交互作用 应力协调行为 TEM

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Ti-B20钛合金的时效特征 被引量：9

11

作者 葛鹏 赵永庆 周廉 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期44-48,共5页

研究了Ti-B20合金(以'临界钼当量条件下的多元强化'为原则设计的一种新型的高强度亚稳β钛合金)在不同热处理条件下的时效组织和拉伸性能.结果表明:同常见的亚稳β钛合金相比,Ti-B20合金具有更快的时效响应及更高的时效强化效应... 研究了Ti-B20合金(以'临界钼当量条件下的多元强化'为原则设计的一种新型的高强度亚稳β钛合金)在不同热处理条件下的时效组织和拉伸性能.结果表明:同常见的亚稳β钛合金相比,Ti-B20合金具有更快的时效响应及更高的时效强化效应,其析出相更加细小均匀;合金在α-β区固溶后在500～600℃时效时可以获得优良的强度和塑性匹配(抗拉强度:1 200～1 500MPa;延伸率:8%～18%),高温时效时没有发现无析出区;合金在β区固溶后的时效强度要大大高于α-β区固溶后的时效强度,但却会导致拉伸塑性的急剧降低.所有的这些时效特征都来源于合金成分的独特性. 展开更多

关键词 Ti-B20 临界钼当量 亚稳β钛合金 时效

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Ti-34Nb-4Zr-0.3O合金时效组织调控及其力学性能 被引量：1

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作者 齐欢 武祥为 +3 位作者 张涵雅 陈锋 王玉会 王春阳 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期102-109,共8页

采用真空电弧熔炼、单相区热锻以及冷轧等技术制备亚稳β型Ti-34Nb-4Zr-0.3O(质量分数/%)合金(TNZO),通过对冷轧态TNZO合金进行250℃和300℃的低温时效处理,揭示时效温度和时间对ω相析出行为与合金力学性能的影响规律。结果表明:低温... 采用真空电弧熔炼、单相区热锻以及冷轧等技术制备亚稳β型Ti-34Nb-4Zr-0.3O(质量分数/%)合金(TNZO),通过对冷轧态TNZO合金进行250℃和300℃的低温时效处理,揭示时效温度和时间对ω相析出行为与合金力学性能的影响规律。结果表明:低温时效使ω相呈纳米尺寸析出,导致合金的强度和弹性模量提高。300℃时效时,ω相易发生粗化和团聚,使合金的伸长率快速下降和脆化。250℃短时时效可使少量ω相弥散析出,使合金具备高强度、低模量、超高弹性和良好塑性的优异综合性能,在航空航天弹性钛合金和医用植入钛合金领域显示了广阔的应用前景。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 时效 Ω相 力学性能

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钛合金热变形时的动态回复和再结晶

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作者 韩明臣 《稀有金属快报》 CSCD 2007年第12期41-42,共2页

对于α＋β及亚稳β钛合金，传统的轧制或镏造等热变形加工通常在α＋β两相区和β单相区送行，在热变形过程中发生动态回复和动态再结晶。对β和α＋β相区热变形组织的研究表明，变形早期动态回复形成的β亚晶界（小角度晶界），在进... 对于α＋β及亚稳β钛合金，传统的轧制或镏造等热变形加工通常在α＋β两相区和β单相区送行，在热变形过程中发生动态回复和动态再结晶。对β和α＋β相区热变形组织的研究表明，变形早期动态回复形成的β亚晶界（小角度晶界），在进一步变形后变成大角度晶界。经过连续动态羁结晶，晶界结构发生变化。但钛合金热变形过程中动态回复组织需要根据动态再结晶机制进行检验。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 动态再结晶 动态回复 热变形 小角度晶界 变形过程 变形组织 变形加工

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梯度热处理快速优化Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn合金获得高强高韧性能的微观组织 被引量：2

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作者 汪畅 周薇 +2 位作者 李斯韫 张晓泳 刘会群 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期387-399,共13页

本研究采用高通量梯度热处理,建立了亚稳β钛合金Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn的微观组织与热处理之间的关系。首先,在梯度热处理炉中,对直径为10 mm、长度为92 mm的棒材进行746~909℃(β-转变温度(845±5)℃)的连续温度... 本研究采用高通量梯度热处理,建立了亚稳β钛合金Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn的微观组织与热处理之间的关系。首先,在梯度热处理炉中,对直径为10 mm、长度为92 mm的棒材进行746~909℃(β-转变温度(845±5)℃)的连续温度梯度固溶处理。然后,将梯度固溶后的样品切割成4个相同样品,其中3个样品分别在450℃、550℃和600℃下时效8 h。通过单个高通量样品的制备与表征,快速建立固溶温度对时效硬化行为的影响规律模型,并对梯度组织进行表征。结果表明:随固溶温度的升高,次生α相(αs)的宽度和间距减小,强度提高,伸长率降低,而随时效温度的升高,呈现相反的趋势;746°C固溶处理2 h后再在600°C时效8 h,获得了由初生α相(αp),亚微米级棒状α相(αr)和次生αs相组成的异构组织,具备很好强的韧性匹配,屈服强度和伸长率分别为1140 MPa和15%。 展开更多

关键词 高通量 热处理 亚稳β钛合金 异构组织 高强高韧

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高强度低模量马氏体型Ti-V-Sn系合金

15

作者 于兰兰 《稀有金属快报》 CSCD 2008年第1期43-43,共1页

α,α＋β钛合金的弹性模量在100～120 GPa之间，β钛合金的弹性模量较低，可以达到40～50 GPa，主要用作生物医用植入材料。目前开发的低模量钛合金有Ti-Nb-Ta-Zr系亚稳β钛合金，Ti-Nb-Ta-Zr，Ti-Nb-Ta-Mo，Ti-Nb-Ta-Sn四元β钛合金和... α,α＋β钛合金的弹性模量在100～120 GPa之间，β钛合金的弹性模量较低，可以达到40～50 GPa，主要用作生物医用植入材料。目前开发的低模量钛合金有Ti-Nb-Ta-Zr系亚稳β钛合金，Ti-Nb-Ta-Zr，Ti-Nb-Ta-Mo，Ti-Nb-Ta-Sn四元β钛合金和Ti-Nb-Sn系亚稳β钛合金。低模量钛合金均含有大量的β稳定元素Nb，价格较贵，不适合非生物医用。 展开更多

关键词 亚稳β钛合金 低模量 马氏体型 高强度 弹性模量 植入材料 稳定元素 非生物

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