先进航空发动机用高温钛合金双性能整体叶盘的制造 被引量：9

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作者 蔡建明 李娟 +1 位作者 田丰 叶俊青 《航空制造技术》 2019年第19期34-40,共7页

钛合金整体叶盘是先进航空发动机压气机系统的典型轻质高效结构。整体叶盘零件工作时,叶片和盘承受不同的热力条件,采用“双性能”代替传统的“均质”设计,是提高压气机转子减重效果及满足愈加严苛且多变的温度和载荷工作条件使用的有... 钛合金整体叶盘是先进航空发动机压气机系统的典型轻质高效结构。整体叶盘零件工作时,叶片和盘承受不同的热力条件,采用“双性能”代替传统的“均质”设计,是提高压气机转子减重效果及满足愈加严苛且多变的温度和载荷工作条件使用的有效措施。对比分析了两种“梯度热处理”工艺,即分区控温梯度热处理工艺和局部包覆控时梯度热处理工艺制备钛合金双性能整体叶盘的可行性,评估了叶片、盘及过渡区的显微组织控制能力。试验结果表明:两种工艺均能在钛合金整体叶盘的叶片与盘之间的过渡区形成稳定可控的温度梯度,得到双重组织,即叶片为双态组织,盘为细小的片层组织,过渡区位置和尺寸可控,显微组织呈渐变特征。可根据整体叶盘锻件的外形特点和组织性能要求,选用适合的制备工艺及相应的工艺参数。 展开更多

关键词 钛合金双性能整体叶盘 分区控温梯度热处理 局部包覆控时梯度热处理

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600℃高温钛合金双性能整体叶盘锻件制备技术研究进展 被引量：19

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作者 蔡建明 田丰 +3 位作者 刘东 李娟 弭光宝 叶俊青 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期36-43,共8页

为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力,通过材料技术和工艺技术的优化,创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术,即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态,实现材料性能和结构设计的融... 为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力,通过材料技术和工艺技术的优化,创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术,即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态,实现材料性能和结构设计的融合。在回顾整体叶盘结构发展历程及应用的基础上,分析先进发动机结构设计由追求均质整体叶盘向双性能整体叶盘转变的原因,重点介绍600℃高温钛合金TA29双性能整体叶盘锻件制备技术的最新研究进展。与分区控温锻造相比,分区控温热处理更容易实现双重组织的控制,即叶片获得等轴均匀细小的双态组织,盘体通过精确可控的β区热处理得到细晶的片层组织,过渡区的显微组织沿整体叶盘径向平缓变化。最后,指出600℃高温钛合金双性能整体叶盘应用研究未来拟解决的关键问题,包括整体叶盘叶片和盘体组织性能精确控制、过渡区位置及尺寸控制、关键服役性能评价与研究等。 展开更多

关键词 600℃高温钛合金 双性能整体叶盘 分区控温热处理 组织控制

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高温合金双性能整体叶盘铸造技术 被引量：8

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作者 汤鑫 曹腊梅 +3 位作者 盖其东 李爱兰 张勇 刘发信 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第3期93-98,共6页

介绍铸造高温合金双性能整体叶盘的铸造工艺,包括双性能合金材料的选择、整体叶盘组织的形成方法、控制措施和浇注工艺参数以及热处理制度对双性能整体叶盘力学性能的影响。结果表明,当浇注过热度ΔT=160~290℃,铸型搅动转数n=K+270~K+3... 介绍铸造高温合金双性能整体叶盘的铸造工艺,包括双性能合金材料的选择、整体叶盘组织的形成方法、控制措施和浇注工艺参数以及热处理制度对双性能整体叶盘力学性能的影响。结果表明,当浇注过热度ΔT=160~290℃,铸型搅动转数n=K+270~K+300(rpm)时,整体叶盘叶片为定向柱晶组织、轮盘为等轴晶组织,初步获得双性能叶盘的热处理制度为1180℃/2h+1230℃/3h,AC+1100℃/4h,AC+870℃/20h,AC。 展开更多

关键词 合金材料 整体叶盘 双性能 定向柱晶 等轴晶 热处理

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TC25G钛合金整体叶盘锻件的组织和力学性能研究 被引量：6

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作者 唐军 秦卫东 +3 位作者 王清江 赵子博 曾卫东 徐建伟 《热加工工艺》 北大核心 2019年第1期39-42,共4页

研究了TC25G钛合金两相区等温锻造整体叶盘的组织分布和力学性能。结果表明:锻件能顺利成形,应变分布基本均匀,没有缺陷产生。整体叶盘各部位组织均匀,呈现等轴α与片状α的双态组织形貌,初生等轴α含量约为10%,片状α相均匀地分布在β... 研究了TC25G钛合金两相区等温锻造整体叶盘的组织分布和力学性能。结果表明:锻件能顺利成形,应变分布基本均匀,没有缺陷产生。整体叶盘各部位组织均匀,呈现等轴α与片状α的双态组织形貌,初生等轴α含量约为10%,片状α相均匀地分布在β转变基体上,受两相区变形影响,α相晶界不连续,呈弯折、断裂状,可观察到部分再结晶β晶粒。TC25G钛合金整体叶盘力学性能优异,盘件各部位力学性能均满足要求,而且拉伸性能、断裂韧性、高周疲劳性能均具有较大的富余量。 展开更多

关键词 TC25G钛合金 整体叶盘 显微组织 力学性能

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双性能钛合金压气机盘的成形机理 被引量：19

5

作者 姚泽坤 郭鸿镇 +5 位作者 刘建超 苏祖武 姜明 应志毅 刘建宇 崔健 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期378-382,共5页

通过将两相钛合金毛坯组织改变为针状α′相过饱和马氏体 ,根据盘形零件各部位在工作环境下对组织形态的要求各不相同 ,设计了能控制应变量的毛坯形状和规格 ,制造出轮缘具有网篮状组织或魏氏组织 ,而轮辐、轮毂具有等轴细晶组织的双重... 通过将两相钛合金毛坯组织改变为针状α′相过饱和马氏体 ,根据盘形零件各部位在工作环境下对组织形态的要求各不相同 ,设计了能控制应变量的毛坯形状和规格 ,制造出轮缘具有网篮状组织或魏氏组织 ,而轮辐、轮毂具有等轴细晶组织的双重组织—双重性能的压气机盘 ,以满足工作温度梯度、应力梯度较大的航空发动机内压缩机用盘形件的要求。 展开更多

关键词 TC11钛合金 双性能盘 成形机理 压气机 锻造

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双光束激光焊钛合金T形接头的组织特征与力学性能 被引量：5

6

作者 芦伟 巩水利 +3 位作者 马旭颐 杨璟 邓云华 史一宁 《航空制造技术》 2015年第17期104-106,109,共4页

利用双侧激光同步焊接的方法获得TC4合金T形接头,对接头进行光学显微组织观察以及拉伸性能测试,分析了接头的显微组织与力学性能。结果表明,T形接头母材显微组织为α+β等轴组织。焊缝区显微组织由粗大的β柱状晶和网篮状马氏体组成,蒙... 利用双侧激光同步焊接的方法获得TC4合金T形接头,对接头进行光学显微组织观察以及拉伸性能测试,分析了接头的显微组织与力学性能。结果表明,T形接头母材显微组织为α+β等轴组织。焊缝区显微组织由粗大的β柱状晶和网篮状马氏体组成,蒙皮侧焊缝区柱状晶和马氏体晶粒比加强筋侧细小。热影响区显微组织由细小的针状马氏体、针状α相和少量等轴初生α相组成,蒙皮侧热影响区比加强筋侧窄。T形接头焊缝区拉伸强度大于母材,接头拉伸断裂均发生在离焊缝中心较远的母材上。 展开更多

关键词 钛合金 双光束激光焊 T形接头 显微组织 拉伸性能

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航空发动机钛合金焊接式整体叶盘数控铣削工艺及编程技术 被引量：3

7

作者 王文理 王焱 +2 位作者 王君 苏毅 张利 《航空制造技术》 2009年第25期100-102,共3页

国内外整体叶盘制造采用的主要工艺有:精密铸造、数控铣削、电解加工、电火花加工等。这些工艺各有其优缺点,而数控铣削加工灵活快速、可靠性高,因此发达国家多采用五坐标数控铣削加工整体叶盘。整体叶盘毛坯一般采用高强度难加工材料,... 国内外整体叶盘制造采用的主要工艺有:精密铸造、数控铣削、电解加工、电火花加工等。这些工艺各有其优缺点,而数控铣削加工灵活快速、可靠性高,因此发达国家多采用五坐标数控铣削加工整体叶盘。整体叶盘毛坯一般采用高强度难加工材料,不允许有裂纹和缺陷,叶片薄、扭曲度大、叶展长、受力易变形,而且由于叶片间的通道深而窄、开敞性很差,材料切除率很高,严重影响了数控铣削的可加工性。 展开更多

关键词 数控铣削加工 整体叶盘 铣削工艺 航空发动机 编程技术 焊接式 钛合金 难加工材料

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钛合金整体叶盘线性摩擦焊技术综述 被引量：11

8

作者 姚希珍 胡泽 《航空制造技术》 2011年第16期43-47,共5页

采用线性摩擦焊加工整体叶盘可以节约大量的贵重合金,可以对损坏的单个叶片进行修理;还可以将2种不同材料焊接在一起,这样可以根据叶片、轮盘的工作条件选用不同的材料,使转子结构的重量进一步降低。

关键词 线性摩擦焊 发动机 整体叶盘 线性摩擦焊接 钛合金 轻稀有金属合金 技术综述

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TC4钛合金T型接头双面双弧MIG焊接特性研究 被引量：1

9

作者 高福洋 崔永杰 +3 位作者 张浩 鄂楠 边传新 余巍 《热加工工艺》 北大核心 2024年第11期26-30,36,共6页

对30 mm厚TC4面板和15 mm厚TC4腹板构成的T型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接,采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测,采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布,并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测,对焊接接头组... 对30 mm厚TC4面板和15 mm厚TC4腹板构成的T型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接,采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测,采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布,并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测,对焊接接头组织进行了分析,并对接头显微硬度和拉伸性能进行了测试。结果表明:采用双面双弧MIG焊接可以获得成形良好内部无缺陷的焊接接头。焊接熔滴过渡形式为连续的滴状过渡,过渡过程稳定均匀。双侧焊接时,两侧温度场对称分布。接头冶金结合良好,焊缝组织为粗大的柱状晶,晶粒内部为长针状α'、层片状α和块状α相。面板侧热影响区为残余初生α、层片状α和残余β相。腹板侧热影响区为针状α、层片状α和残余β相。腹板和面板侧热影响区的显微硬度均高于母材。焊接接头抗拉强度达到969 MPa以上,断裂位置位于母材。 展开更多

关键词 TC4钛合金 T型接头 双面双弧MIG焊接 焊缝成形 显微组织 力学性能

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钛合金整体叶盘叶型精密振动电解加工实验研究 被引量：2

10

作者 雷廷玲 黄明涛 +2 位作者 张明岐 褚玉程 程小元 《电加工与模具》 2017年第2期28-32,共5页

针对钛合金整体叶盘叶栅通道狭窄、叶片型面复杂、扭转角度大等特点,采用片状电极对叶片型面进行双面同步精密振动电解加工。分析了电解加工参数对叶片加工精度和表面质量的影响,通过正交试验确定了合理的工艺参数,实现了整体叶盘的叶... 针对钛合金整体叶盘叶栅通道狭窄、叶片型面复杂、扭转角度大等特点,采用片状电极对叶片型面进行双面同步精密振动电解加工。分析了电解加工参数对叶片加工精度和表面质量的影响,通过正交试验确定了合理的工艺参数,实现了整体叶盘的叶片叶身型面、根部R角及叶间流道的一次电解成形,型面误差为-0.023~0.040 mm,表面粗糙度为Ra0.53μm,达到了设计要求。对电解加工叶片型面试件的组织形貌进行扫描电镜观察,未发现晶间腐蚀和选择性腐蚀造成的点蚀现象。 展开更多

关键词 振动电解加工 钛合金 整体叶盘 叶型加工

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TC4钛合金搭接接头双侧激光角焊的组织与性能 被引量：2

11

作者 王浩军 张颖云 +3 位作者 毛悦 伍亚辉 魏至男 傅莉 《热加工工艺》 北大核心 2019年第11期147-150,共4页

采用在基材预制'台阶'的方式来替代送丝,探索了TC4钛合金双侧角焊搭接接头无填丝激光焊接工艺,研究了焊接接头的宏观成形、微观组织和力学性能。结果表明,在激光功率1.1 kW、离焦量0 mm、光束入射角度60°、焊接速度3 m/mi... 采用在基材预制'台阶'的方式来替代送丝,探索了TC4钛合金双侧角焊搭接接头无填丝激光焊接工艺,研究了焊接接头的宏观成形、微观组织和力学性能。结果表明,在激光功率1.1 kW、离焦量0 mm、光束入射角度60°、焊接速度3 m/min的焊接工艺下,采用尺寸为1.0 mm×1.0 mm的'台阶'可以获得焊缝填充饱满,无咬边缺陷,成形良好的双侧激光角焊搭接接头,接头拉剪强度达到965.1MPa,断裂位置在TC4母材上。搭接接头焊缝区组织由β柱状晶以及针状马氏体α′相组成;热影响区由初生的α相和针状马氏体α′相以及少量的粒状β相组成。 展开更多

关键词 TC4钛合金 双侧激光角焊搭接 微观组织 力学性能

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双合金整体叶盘连接界面的超声检测实验研究

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作者 沙正骁 梁菁 韩波 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2020年第2期231-238,共8页

扩散焊连接的双合金整体叶盘可能会在界面处产生缺陷,采用超声检测是控制界面缺陷的最佳方案,然而声阻抗差异和复杂的几何结构给超声检测的准确性和可靠性带来极大困难。本文提出一种利用90°声反射镜将超声波信号入射到盘件内孔孔... 扩散焊连接的双合金整体叶盘可能会在界面处产生缺陷,采用超声检测是控制界面缺陷的最佳方案,然而声阻抗差异和复杂的几何结构给超声检测的准确性和可靠性带来极大困难。本文提出一种利用90°声反射镜将超声波信号入射到盘件内孔孔壁的检测方法,实现了双合金整体叶盘连接界面的检测。在灵敏度、信噪比等方面实验研究了该方法对于双合金整体叶盘界面的检测能力。结果表明,本文方法的检测灵敏度可以达到Ф2.0mm平底孔当量,在实际盘件的检测中超声检测结果与金相分析结果吻合较好,验证了本方法的可靠性。 展开更多

关键词 双合金整体叶盘 扩散焊 超声检测

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TA15钛合金两类组织对疲劳性能和断裂韧度的影响 被引量：16

13

作者 张庆玲 李兴无 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期3-5,共3页

研究了TA15钛合金片状和双态两种典型组织对疲劳性能和断裂韧度的影响,结果表明:在S-N曲线的高应力区,双态组织的疲劳强度高于片状组织;在低应力区,情况则相反,且片状组织的疲劳极限(656MPa)高于双态组织(565MPa)。片状组织的疲劳裂纹... 研究了TA15钛合金片状和双态两种典型组织对疲劳性能和断裂韧度的影响,结果表明:在S-N曲线的高应力区,双态组织的疲劳强度高于片状组织;在低应力区,情况则相反,且片状组织的疲劳极限(656MPa)高于双态组织(565MPa)。片状组织的疲劳裂纹扩展速率低于双态组织,且断裂韧度K1C高于双态组织,即片状组织的损伤容限性能优于双态组织。 展开更多

关键词 钛合金 片状组织 双态组织 疲劳性能 断裂韧度

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TC3钛合金的双脉冲点焊试验研究 被引量：6

14

作者 杨思乾 张勇 +1 位作者 李京龙 张赋升 《航空制造技术》 北大核心 2002年第11期45-48,共4页

通过对TC3钛合金板材进行的单、双脉冲点焊工艺试验 ,分析了二次脉冲电流对点焊接头金相组织的影响及组织与力学性能之间的对应关系。研究结果表明 ,二次脉冲电流可明显提高TC3钛合金接头的延性比。

关键词 TC钛合金 双脉冲点焊 试验研究 力学性能 航空制造

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钛合金材料切削加工性能探讨 被引量：5

15

作者 胡晓群 李家永 +2 位作者 岳召启 刘旭萍 陈亚莉 《航空制造技术》 北大核心 2012年第14期62-64,共2页

本文通过对钛合金材料整体叶盘、压气机机匣的切削实践,总结了钛合金切削特点、切削刀具材料、刀具结构、钛合金高效切削参数的获取以及提高刀具耐用度和加工效率所采取的工艺对策,希望能起到一些参考作用。

关键词 钛合金 耐用度 整体叶盘 轻稀有金属合金 刀具材料 加工效率 硬质合金刀具 碳化物刀具 刀具(金属切削) 难加工材料 航空发动机 切削参数

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航空发动机整体叶盘刀具性能灰色综合评价 被引量：4

16

作者 贾玉佩 赵威 李亮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1621-1625,共5页

以某型航空发动机钛合金整体叶盘的数控铣削为研究对象,提出了一种面向航空发动机整体叶盘的数控铣削刀具性能灰色综合评价方法。首先设计涵盖航空发动机整体叶盘难加工特征的基准件模型,然后基于灰色关联度分别构建了粗精加工刀具性能... 以某型航空发动机钛合金整体叶盘的数控铣削为研究对象,提出了一种面向航空发动机整体叶盘的数控铣削刀具性能灰色综合评价方法。首先设计涵盖航空发动机整体叶盘难加工特征的基准件模型,然后基于灰色关联度分别构建了粗精加工刀具性能灰色综合评价模型,最后进行基准件的切削试验并应用所建立的灰色综合评价模型对刀具性能进行综合评价。研究结果表明,所构建的基准件模型和灰色综合评价模型可以快捷、有效地评价刀具性能。 展开更多

关键词 整体叶盘 刀具性能评价 灰色关联度 钛合金

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应变速率对TC17和TC4钛合金锻件力学性能的影响 被引量：6

17

作者 陈钰浩 闵小华 +2 位作者 张海洋 戴进财 周轶群 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期49-59,共11页

利用拉伸试验机研究不同应变速率对TC17和TC4钛合金锻件力学性能的影响,并利用Vickers硬度计、OM、SEM、EBSD等对两种钛合金的维氏硬度、变形组织以及断口形貌进行研究。结果表明:随着应变速率的增加,两种钛合金的强度升高而伸长率降低... 利用拉伸试验机研究不同应变速率对TC17和TC4钛合金锻件力学性能的影响,并利用Vickers硬度计、OM、SEM、EBSD等对两种钛合金的维氏硬度、变形组织以及断口形貌进行研究。结果表明:随着应变速率的增加,两种钛合金的强度升高而伸长率降低,均表现出正流变应力的应变速率敏感性,且应变速率敏感性系数随真应变增加呈现下降趋势;在相同应变速率下,除合金元素的固溶强化外,TC17钛合金网篮组织中板条状α相与残余β相交错排列,导致相界面多,位错容易在相界面塞积且位错运动的平均自由行程较短,合金的强度较高;另外,微孔易在相界面处大量形核,导致断口韧窝尺寸较小且数目较多,合金的塑性较差;TC4钛合金双态组织中等轴初生α相具有较好的协调变形能力,且β转变组织中的次生α相排列较为规则,导致相界面较少,降低了对位错运动的阻碍作用,韧窝尺寸较大且数目较少,合金的强度较低而塑性较好。 展开更多

关键词 整体叶盘 α+β型钛合金 应变速率 变形组织 断口形貌

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激光快速成形TA15钛合金切削加工性能研究 被引量：8

18

作者 王华明 《航空制造技术》 2010年第15期77-81,共5页

与整体锻造等钛合金传统制造技术相比,钛合金构件激光快速成形技术具有组织细小均匀、综合力学性能优异,无需锻造加工及锻造模具,材料利用率高、机械加工余量小、数控加工时间短、柔性高效等突出优点。通过近10年的攻关,我国已率先实现... 与整体锻造等钛合金传统制造技术相比,钛合金构件激光快速成形技术具有组织细小均匀、综合力学性能优异,无需锻造加工及锻造模具,材料利用率高、机械加工余量小、数控加工时间短、柔性高效等突出优点。通过近10年的攻关,我国已率先实现激光快速成形大型钛合金主承力构件的装机应用。 展开更多

关键词 激光快速成形技术 TA15钛合金 切削加工性能 钛合金构件 材料利用率 制造技术 整体锻造 性能优异

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航空用钛合金显微组织控制和力学性能关系 被引量：28

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作者 朱知寿 商国强 +5 位作者 王新南 祝力伟 李静 李明兵 信云鹏 刘格辰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1-10,共10页

钛合金由于具有多样性和复杂性的固态相变特征,其组织性能关系一直都是材料科学工作者研究的热点之一。通过调整钛合金的成分配比、加工工艺以及热处理工艺参数,可以在一定范围内调整钛合金制件的组织类型与组织参数,实现强度、塑性、... 钛合金由于具有多样性和复杂性的固态相变特征,其组织性能关系一直都是材料科学工作者研究的热点之一。通过调整钛合金的成分配比、加工工艺以及热处理工艺参数,可以在一定范围内调整钛合金制件的组织类型与组织参数,实现强度、塑性、韧性、疲劳和疲劳裂纹扩展速率等综合性能的最佳匹配。本文在对比钛合金材料的等轴组织、双态组织、网篮组织和片层组织四种典型显微组织特征以及控制技术基础上,以航空用TC21钛合金、TC4-DT钛合金、TC32钛合金以及TB17钛合金为例综述不同显微组织特征与拉伸性能、断裂韧度、疲劳裂纹扩展速率的影响关系,为钛合金选择合适的组织参数、实现最佳的综合性能匹配和稳定批量生产提供参考依据。 展开更多

关键词 航空用钛合金 等轴组织 双态组织 网篮组织 片层组织 力学性能

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锻造工艺对TC17钛合金锻件组织性能的影响 被引量：3

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作者 白东辉 汤育玺 《热加工工艺》 北大核心 2020年第23期84-86,共3页

研究了近β锻和β锻工艺对TC17钛合金锻件组织性能的影响。结果表明,β锻的锻件强度、塑性及断裂韧性等综合力学性能较好;近β锻虽然强度和塑性优于β锻,但其断裂韧性较差。TC17合金整体叶盘锻造应选用β锻工艺。

关键词 TC17钛合金 整体叶盘 锻造工艺

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