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粉末套管法Ti/Al/Ti复合板的界面结合性能
1
作者 胡贤磊 袁一 支颖 《热加工工艺》 北大核心 2024年第14期63-68,72,共7页
采用粉末套管法,通过“热轧+中间退火+进一步冷轧”工艺制备Ti/Al/Ti复合板。利用扫描电镜、电子探针、能谱仪、XRD分析以及万能实验机,研究不同制备参数下Ti/Al/Ti复合带材的界面形貌、元素分布、物相种类和界面结合强度。结果表明,单... 采用粉末套管法,通过“热轧+中间退火+进一步冷轧”工艺制备Ti/Al/Ti复合板。利用扫描电镜、电子探针、能谱仪、XRD分析以及万能实验机,研究不同制备参数下Ti/Al/Ti复合带材的界面形貌、元素分布、物相种类和界面结合强度。结果表明,单一脆性金属间化合物TiAl_(3)的产生会阻碍Ti/Al元素的扩散,扩散层厚度发生减薄。500℃退火,扩散层主要是由扩散形成的冶金结合层,局部区域有少量的金属间化合物TiAl_(3)生成,界面结合强度受冶金结合强度与机械结合强度的动态变化影响,随着压下率升高,结合强度先降低后升高再降低;550℃退火,界面反应增强,TiAl_(3)相逐渐增多,扩散层强度增加,冶金结合强度提高,由14.3 N/mm(500℃)增加至35.1 N/mm(550℃),随着压下率的增大,化合物层破碎程度增加,界面结合强度逐渐降低。 展开更多
关键词 ti/al/ti复合板 粉末套管法 中间退火 结合性能
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熔体压力对水平双辊铸轧Ti/Al复合板界面结合强度的影响 被引量：3
2
作者 许久健 张焘 +3 位作者 付金禹 许光明 李勇 王昭东 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期182-193,共12页
除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过... 除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过金相、扫描电镜、显微硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段对复合板的显微组织和界面结合性能进行表征和测试。结果表明,当熔体压力较高时,可以生产出充盈饱满、板型良好、结合强度高的复合板,但熔体压力过高会影响铸轧复合过程的稳定性。当熔体压力过低时,熔体的横向流动能力减弱,铸轧区内不能完全被熔体填充满,板材出现热带、褶皱等缺陷,同时,在Ti/Al上出现了部分微孔和微裂缝。在较高熔体压力下,固/液接触距离更长,带材表面与熔体的润湿更加充分,熔体分布更加均匀,固/液扩散更加充分。因此,当熔体压力较高时,复合板具有更高的结合强度,界面结合强度达到20.1 N/mm。 展开更多
关键词 铸轧复合 钛/铝复合板 熔体压力 界面结合强度
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激光熔覆AlN/TiAl制备Ti-Al-N复合涂层及其摩擦性能研究
3
作者 黄飞龙 肖华强 +1 位作者 林波 莫太骞 《激光技术》 北大核心 2025年第2期188-194,共7页
为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_... 为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_(x)Al_(y)等组成,各物相衍射峰强度随激光功率的增加而改变,基体相则由(γ-TiAl+α_(2)-Ti_(3)Al)组成;涂层与基体冶金结合,随着激光功率的增加,组织由弥散分布的柱状晶逐渐变成粗大树枝晶,但在2.4 kW功率时,组织又变得细小;复合涂层的显微硬度可以达到基体的2.14倍;在空气摩擦环境中,不同试样均以磨粒磨损为主,其中基体磨损严重;不同激光功率下的涂层均大幅度提高了基体的耐磨性,涂层中有增强相的存在,涂层的最小磨损率为0.786×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1),基体为1.34×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1);通过控制激光功率可以调节涂层性能。这一研究可以对激光熔覆制备高耐磨钛基复合涂层在航天、海工设备中的应用提供基础支持。 展开更多
关键词 激光技术 钛合金 激光熔覆 ti-al-N复合涂层 干摩擦磨损
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超声能场辅助激光熔化沉积TiC/Ti6Al4V复合材料的组织及性能
4
作者 王建东 赵子昂 +4 位作者 曾禹周 薛宇 窦文浩 王大鹏 管瑶 《材料工程》 北大核心 2025年第6期126-135,共10页
采用同步超声能场辅助激光熔化沉积技术制备了TiC/Ti6Al4V复合材料,研究同步超声能场处理对TiC体积分数分别为5%和20%复合材料的显微组织及性能的影响。结果表明:沉积态复合材料中含有不均匀分布的未溶TiC颗粒以及原位TiC,其中5%TiC/Ti6... 采用同步超声能场辅助激光熔化沉积技术制备了TiC/Ti6Al4V复合材料,研究同步超声能场处理对TiC体积分数分别为5%和20%复合材料的显微组织及性能的影响。结果表明:沉积态复合材料中含有不均匀分布的未溶TiC颗粒以及原位TiC,其中5%TiC/Ti6Al4V(体积分数,下同)复合材料中含有较大尺寸的链条状共晶TiC,20%TiC/Ti6Al4V复合材料中含有较大尺寸的枝晶状初生TiC。施加同步超声能场处理后,复合材料中的未溶TiC颗粒分布均匀性得到改善;原位TiC增强相得到细化,链条状共晶TiC转变为颗粒状共晶TiC,枝晶状初生TiC尺寸减小。同步超声能场处理使5%TiC/Ti6Al4V和20%TiC/Ti6Al4V的显微硬度分别从406.5HV0.2和498.4HV0.2提高到414.2HV0.2和539.1HV0.2,磨损率分别从1.82×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)和1.04×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降低到1.78×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)和9.48×10^(-7)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),5%TiC/Ti6Al4V的抗拉强度从1075.23 MPa提高到1116.31 MPa,屈服强度从1021.51 MPa提高到1043.12 MPa,断裂应变从1.27%提高到1.45%,实现强度与塑性的同时提升。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 超声能场 tiC/ti6al4V复合材料 显微组织 性能
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Ti3Al2.5V钛合金切削加工刀具磨损及其影响仿真分析
5
作者 周兆锋 周晚林 +1 位作者 董小飞 宋树权 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期165-169,176,共6页
通过数值模拟方法深入探讨了Ti3Al2.5V钛合金在机械加工过程中的刀具磨损现象,该材料因其在航空行业中的广泛应用及加工挑战而受到高度关注。鉴于飞机部件需要具备卓越的疲劳耐久性,强调维持表面的完整性并通过精心选择加工参数实现此... 通过数值模拟方法深入探讨了Ti3Al2.5V钛合金在机械加工过程中的刀具磨损现象,该材料因其在航空行业中的广泛应用及加工挑战而受到高度关注。鉴于飞机部件需要具备卓越的疲劳耐久性,强调维持表面的完整性并通过精心选择加工参数实现此目标。随着加工的进行,刀具磨损会不断改变其几何形态,这一变化进而影响加工力、温度和应力等关键参数。为了定量分析刀具磨损对这些因素的影响,开发了一种有限元模型。研究结果不仅展示了刀具磨损对加工效率和质量的潜在影响,还为刀具的及时更换提供了科学依据。此外,通过优化加工参数,研究有望提高钛合金加工过程的整体性能。 展开更多
关键词 ti3al2.5V 刀具 磨损 有限元 切削温度
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能量密度对于选区激光熔化成型Ti6Al4V合金缺陷特征的影响
6
作者 陈东菊 高超 +3 位作者 范晋伟 潘日 孙锟 郑宸 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第3期267-277,共11页
激光选区熔化技术(SLM)的成型质量受各种因素影响,其中,工艺参数对成型件的冶金缺陷影响最为显著,而熔池特性的研究则是判断激光增材制造成型质量的有力手段。本文建立SLM成型Ti6Al4V粉体3维瞬态热流场数值模型,利用优化后的数值模型分... 激光选区熔化技术(SLM)的成型质量受各种因素影响,其中,工艺参数对成型件的冶金缺陷影响最为显著,而熔池特性的研究则是判断激光增材制造成型质量的有力手段。本文建立SLM成型Ti6Al4V粉体3维瞬态热流场数值模型,利用优化后的数值模型分析熔池的动态演变机制,并在计算流体动力学中利用无量纲数定量描述工艺参数固定情况下熔池的动态演化,结合数值模拟和仿真实验分析球化、孔洞、黏粉和飞溅等缺陷形成机理,探究线能量密度和体能量密度对成型缺陷的影响规律,揭示SLM成型件冶金缺陷的形成机理与抑制方法,并提出一种“工艺参数-熔池特征-成型质量”一体化的方法预测成型质量。此外,本文还分析Ti6Al4V的加工工艺参数与熔池特征和增材制造成型质量的影响关系,包括关键加工参数对熔池热流场的影响,通过结果对比来探究工艺参数对加工质量的影响规律,为优化加工参数提供指导作用,节省大量的时间和成本。结果表明:熔池的主要传热方式为热对流,熔池演变的主要驱动力是蒸发反冲压力、表面张力和马兰戈尼剪切力。随着能量密度的降低,熔池流动性减弱,熔池尺寸表现出一定的规律性。熔融金属在表面张力的驱动下,往往会降低表面能凝固成球状,导致逐层成型后块体内部形成大量孔洞缺陷,严重影响试样的力学性能。因此,为获得力学性能良好的试样,必须精确控制能量密度,防止熔池流动性变化导致内部孔洞缺陷的形成。 展开更多
关键词 选区激光熔化 熔池 ti6al4V 加工缺陷 工艺参数
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高温淬火优化Nb-Ti-Al合金挤压棒室温塑性的研究
7
作者 王峰 白润 +5 位作者 白伟 孙锐 蔡小梅 夏明星 刘辉 张文 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第2期83-87,共5页
通过室温拉伸试验和金相组织观察,研究了挤压态和挤压+高温(1150、1200、1250、1300℃)淬火态低密度铌合金(Nb-35Ti-5Al-5V-1Zr-0.08C)棒材的室温力学性能和微观组织,探讨了淬火态合金室温塑性大幅提高的机理。结果表明,与挤压态合金相... 通过室温拉伸试验和金相组织观察,研究了挤压态和挤压+高温(1150、1200、1250、1300℃)淬火态低密度铌合金(Nb-35Ti-5Al-5V-1Zr-0.08C)棒材的室温力学性能和微观组织,探讨了淬火态合金室温塑性大幅提高的机理。结果表明,与挤压态合金相比,4种高温淬火态合金的室温断后伸长率和断面收缩率均明显提高,其中1300℃淬火态合金具有最高的室温断后伸长率(18.5%)和最高的断面收缩率(48%)。挤压态铌合金棒由于基体组织晶粒粗大以及TiC第二相粒子粗大且偏析等原因,室温拉伸过程发生脆性断裂。高温淬火促进了TiC第二相粒子向基体回溶,淬火温度的升高进一步提高了TiC第二相粒子的细化和球化程度;高温淬火还促使一些粗大晶粒转变为亚晶结构,形成细晶效应,最终极大改善了低密度铌合金挤压棒材的室温塑性。 展开更多
关键词 低密度铌合金 Nb-ti-al 挤压 高温淬火 室温塑性 第二相粒子
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热扩散法制备Ti-Al-304不锈钢复合板及微观组织性能 被引量：3
8
作者 许哲峰 荣菊 +1 位作者 于晓华 付天林 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期2224-2229,共6页
用热扩散方法,选用Al做中间夹层,在550-650℃,2MPa压力下,真空保温2h制备Ti-Al-304不锈钢复合板.采用扫描电镜（SEM）研究横截面微观结构,使用能谱线扫描分析截面元素分布,利用X射线衍射（XRD）分析断面相组成.研究发现,热扩散方法制备... 用热扩散方法,选用Al做中间夹层,在550-650℃,2MPa压力下,真空保温2h制备Ti-Al-304不锈钢复合板.采用扫描电镜（SEM）研究横截面微观结构,使用能谱线扫描分析截面元素分布,利用X射线衍射（XRD）分析断面相组成.研究发现,热扩散方法制备钛钢复合板的最佳温度在550℃附近.此时Al中间夹层不但起到阻止Fe元素向Ti基体中扩散形成Fe-Ti金属间脆性相的作用,又使Al元素和Fe元素形成稳定的扩散层. 展开更多
关键词 热扩散 tiGalG304不锈钢复合板 微观组织性能
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Ti-Al层状复合板Ⅱ型层间断裂关键参量研究 被引量：1
9
作者 王锟 皇涛 +4 位作者 陈拂晓 詹梅 郭俊卿 李艳阳 裴彦博 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期248-253,共6页
采用端边切口三点弯曲试验(3ENF)方法,分析了试样宽度、试样长度、预制裂纹长度和弯曲模式对载荷-位移变化的影响规律;优化了3ENF合理的试样尺寸,具体参数为长70 mm,宽5 mm,预裂纹长度25 mm,钛层在弯曲外侧;获得了合理试样尺寸下Ti-Al... 采用端边切口三点弯曲试验(3ENF)方法,分析了试样宽度、试样长度、预制裂纹长度和弯曲模式对载荷-位移变化的影响规律;优化了3ENF合理的试样尺寸,具体参数为长70 mm,宽5 mm,预裂纹长度25 mm,钛层在弯曲外侧;获得了合理试样尺寸下Ti-Al层状复合板3ENF的力-位移曲线;基于优化的试样尺寸获得了Ti-Al层状复合板界面切向应力最大值τmax和界面开裂特征位移δt两个关键参数的合理值,分别为124.1 MPa和10.9 mm。研究结果为后续采用有限元方法研究Ti-Al层状复合板冷塑性成形过程中界面分层损伤失效行为提供了重要数据支撑。 展开更多
关键词 ti-al层状复合板 II型层间断裂 端边切口三点弯曲试验 冷塑性成形
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热处理对粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W-0.1B合金显微组织和高温拉伸性能的影响
10
作者 陈飞虎 梁霄鹏 李慧中 《热加工工艺》 北大核心 2025年第9期33-36,共4页
采用金相显微镜和透射电镜研究了热处理工艺对粉末冶金工艺制备的Ti-45Al-7Nb-0.3W-01B(at%)合金显微组织的影响,并测试了不同组织合金在750℃和800℃条件下的高温拉伸性能。结果表明:合金热处理后的拉伸性能与层片晶团的大小、残余γ... 采用金相显微镜和透射电镜研究了热处理工艺对粉末冶金工艺制备的Ti-45Al-7Nb-0.3W-01B(at%)合金显微组织的影响,并测试了不同组织合金在750℃和800℃条件下的高温拉伸性能。结果表明:合金热处理后的拉伸性能与层片晶团的大小、残余γ晶粒的含量以及层片间距有关,残余γ晶粒含量越高,合金越容易发生断裂,层片晶团尺寸和层片间距过大,合金的抗拉强度较低。经1380℃/30 min热处理后,合金具有优秀的综合力学性能,其在750℃和800℃条件下的抗拉强度分别为450 MPa和435 MPa,屈服强度分别为315 MPa和300 MPa,伸长率分别为1.5%和6.1%。 展开更多
关键词 粉末冶金 ti al合金 热处理 拉伸性能 微观组织
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Ti/Al层状复合板组织和力学性能研究 被引量：2
11
作者 赵有春 张晓波 曹睿 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第24期151-154,共4页
采用真空热压扩散+轧制复合工艺在不同工艺参数下制备Ti/Al层状复合材料。通过SEM观察、XRD分析以及力学性能试验,研究了Ti/Al复合板的组织和力学性能。结果表明:在500、550℃两种不同热压扩散温度工艺参数下,反应的初生相为Al_3Ti,但... 采用真空热压扩散+轧制复合工艺在不同工艺参数下制备Ti/Al层状复合材料。通过SEM观察、XRD分析以及力学性能试验,研究了Ti/Al复合板的组织和力学性能。结果表明:在500、550℃两种不同热压扩散温度工艺参数下,反应的初生相为Al_3Ti,但是反应层的厚度不同。500℃时,Al_3Ti层的厚度约为1.9μm。550℃时,Al_3Ti厚度约为2.6μm,各层界面处结合状态良好,层间结合紧密。复合板经轧制复合之后具有较高的抗拉强度。钛层的断裂方式为典型的韧性断裂,断裂表面存在大量韧窝;铝层属于解理断裂,铝层断裂表面出现解理面和解理台阶。 展开更多
关键词 ti/al层状复合板 组织 拉伸性能 断口
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激光渗碳磨削Ti6Al4V表面抗疲劳制造机理研究
12
作者 雷一腾 宋成杰 +2 位作者 薛武军 洪远 孙聪 《表面技术》 北大核心 2025年第10期199-207,265,共10页
目的 现有的Ti6Al4V表面制造与表面强化工艺相分离的生产模式,会导致工艺复杂、生产周期长、生产效率低。因此,有必要进一步完善高性能钛合金表面性形协同制造方法以满足产业升级需求。方法 提出一种Ti6Al4V表面加工-强化一体化方法,即... 目的 现有的Ti6Al4V表面制造与表面强化工艺相分离的生产模式,会导致工艺复杂、生产周期长、生产效率低。因此,有必要进一步完善高性能钛合金表面性形协同制造方法以满足产业升级需求。方法 提出一种Ti6Al4V表面加工-强化一体化方法,即激光渗碳磨削。利用可分离式的石墨层和微量润滑系统,将激光渗碳合金化过程耦合到表面磨削加工中,实现加工表面性能-精度协同控制。通过实验研究,对比了一体化加工方法(激光渗碳磨削)与传统的分离式方法(先进行激光合金化,再进行磨削加工)在加工表面微观相组成、表面形貌和表面力学性能方面的差异。分析了激光渗碳和磨削回火作用下Ti6Al4V重熔层的形成机理。结果 激光合金化与磨削回火作用使重熔层内形成弥散分布的颗粒状Ti C相,改善了材料表面的力学性能与可磨性。激光软化作用使多磨粒去除过程更加稳定。激光渗碳磨削可以在Ti6Al4V表面形成500μm厚的重熔层,其硬度高达652HV,表面抗磨损能力大幅度提升。与分离式方法相比,激光渗碳磨削后表面形状精度提升20%。结论 研究是Ti6Al4V表面加工-强化一体化的创新性尝试,相关技术对指导生产实践具有重要意义。同时,研究结果完善了钛合金表面性能-精度协同控制理论,为高性能Ti6Al4V表面高效制造提供了技术支持。 展开更多
关键词 ti6al4V 激光渗碳磨削 性-形协同控制 加工-强化一体化
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室温K_(2)TiF_(6)-BMIC-AlCl_(3)离子液体电沉积铝钛合金
13
作者 范佳宝 钟庆东 +5 位作者 杨健 王雪妹 章书剑 钟海霞 于玉城 马兰 《表面技术》 北大核心 2025年第12期97-104,共8页
目的实现室温、大气环境下,以K_(2)TiF_(6)-AlCl_(3)-BMIC离子液体为电解质,电沉积制备致密、较厚的Al-Ti合金镀层,研究电流密度及电解质组分对Al-Ti合金镀层形貌、元素组成及电化学性能的影响。方法将氟钛酸钾作为AlCl_(3)-BMIC离子液... 目的实现室温、大气环境下,以K_(2)TiF_(6)-AlCl_(3)-BMIC离子液体为电解质,电沉积制备致密、较厚的Al-Ti合金镀层,研究电流密度及电解质组分对Al-Ti合金镀层形貌、元素组成及电化学性能的影响。方法将氟钛酸钾作为AlCl_(3)-BMIC离子液体的钛源,在铜基体上制备Al-Ti合金镀层。采用扫描电子显微镜对不同电沉积条件下制备的Al-Ti合金镀层的形貌和元素组成进行观察。并利用电化学工作站测试Al-Ti合金镀层的电化学性能。结果当施加的电流密度为20mA/cm^(2)时,镀层呈树枝晶状;电流密度从15mA/cm^(2)减小至5mA/cm^(2),镀层均呈菱形颗粒,颗粒尺寸逐渐减小。当AlCl_(3)-BMIC离子液体中K_(2)TiF_(6)浓度达0.45mol/L时,施加10mA/cm^(2)电流得到的Al-Ti合金镀层Ti含量最高,为19.0%(质量分数)。17.6%(质量分数)Ti的Al-Ti合金镀层在室温25℃下,3.5%(质量分数)NaCl溶液体系的自腐蚀电位为-0.565V(vs.SCE),自腐蚀电流密度为1.84μA/cm^(2),极化电阻值为59570Ω·cm^(2)。结论通过以癸烷为隔绝层的K_(2)TiF_(6)-AlCl_(3)-BMIC离子液体可以在室温、大气环境下电沉积制备Al-Ti合金镀层。降低电流密度可以减小镀层颗粒尺寸,使镀层更为致密。提高氟钛酸钾浓度可以提高Al-Ti合金镀层的Ti含量。对于表面形貌为排列紧密圆胞状的Al-Ti合金镀层,Ti含量会影响镀层的耐蚀性,提高Ti含量,镀层展现出较好的耐蚀性能。 展开更多
关键词 离子液体 电沉积 al-ti合金 氟钛酸钾 耐腐蚀性
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高温退火对铸轧Ti/Al复合板界面组织与性能的影响 被引量：1
14
作者 张焘 许久健 +2 位作者 李勇 曹富荣 许光明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期103-112,共10页
采用SEM、EBSD、XRD、微观硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段研究高温退火对铸轧Ti/Al复合板界面微观组织与力学性能的影响。结果表明:高温退火(550℃)过程中,Ti基体的微观组织几乎不发生变化,Al基体在退火1 h时全部发生再结晶并... 采用SEM、EBSD、XRD、微观硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段研究高温退火对铸轧Ti/Al复合板界面微观组织与力学性能的影响。结果表明:高温退火(550℃)过程中,Ti基体的微观组织几乎不发生变化,Al基体在退火1 h时全部发生再结晶并开始长大;退火过程中,界面处的扩散层逐渐变厚,并在15 min时生成第二相TiAl_(3),在1 h时第二相TiAl_(3)连接成片,Ti/Al复合板界面的结合强度迅速下降。退火30 min时,铸轧Ti/Al复合板界面的结合强度达到最大值,约为23.6 N/mm;退火1 h时,铸轧Ti/Al复合板的抗拉强度和伸长率达到峰值,分别为236 MPa和27.6%,均高于铸轧态。 展开更多
关键词 铸轧复合法 ti/al复合板 高温退火 界面结合强度 金属间化合物
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Ti6Al4V钛合金低温本构模型构建与低温切削过程数值仿真
15
作者 刘根睿 杨东 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2248-2256,共9页
以Ti6Al4V钛合金为研究对象,开展面向低温切削加工的材料低温动态本构模型建模研究,对Ti6Al4V钛合金的低温铣削加工过程进行仿真,探究材料在20~-196℃低温铣削时的力学响应和切削温度变化。研究结果表明,在应变率为5000~7000 s^(-1)和... 以Ti6Al4V钛合金为研究对象,开展面向低温切削加工的材料低温动态本构模型建模研究,对Ti6Al4V钛合金的低温铣削加工过程进行仿真,探究材料在20~-196℃低温铣削时的力学响应和切削温度变化。研究结果表明,在应变率为5000~7000 s^(-1)和温度为-100~-196℃下,所建立的本构模型对材料的应力-应变关系的预测误差为8%~10%。在切削速度为40~80 m/min、径向切深为0.5 mm、每齿进给量为0.05 mm/z时,基于本构模型建立的切削仿真模型预测的切削力与实验值的相对误差小于6.26%。随着冷却温度由20℃降低至-196℃,切削区温度由78℃降低至最低-150℃。铣削力随着切削速度的升高而降低,随着冷却温度的降低而升高,在-50℃时达到最大值416.57 N后下降。研究结果可为Ti6Al4V钛合金的低温切削加工实践提供理论模型和仿真技术支持。 展开更多
关键词 ti6al4V 低温本构模型 低温切削 有限元仿真分析 切削温度 切削力
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初始表面粗糙度对Ti48Al2Cr2Nb合金电解加工表面成形规律的影响
16
作者 陈年 隋浩男 +2 位作者 龚晨 李凌 廖翠姣 《电加工与模具》 北大核心 2025年第1期37-44,共8页
通过仿真方法捕获Ti48Al2Cr2Nb合金在电解加工过程中的氧气、Ti^(4+)、Al^(3+)的传输行为和电流密度分布规律,揭示工件初始表面粗糙度对最终加工表面微观形貌的影响机理,并进行电解加工实验对最终加工效果予以验证。仿真发现,在加工中... 通过仿真方法捕获Ti48Al2Cr2Nb合金在电解加工过程中的氧气、Ti^(4+)、Al^(3+)的传输行为和电流密度分布规律,揭示工件初始表面粗糙度对最终加工表面微观形貌的影响机理,并进行电解加工实验对最终加工效果予以验证。仿真发现,在加工中表面经历快速整平、抛光、粗化、再抛光的过程,当工件理论初始表面粗糙度为Ra0.8μm时,离子分布更均匀,加工表面微观形貌更光滑。实验发现,经1 500目砂纸打磨的工件在电解加工后表面更均匀、光滑,仿真模拟与实验验证的规律证明,选择合适的初始粗糙程度更利于获得更高质量的电解加工表面。 展开更多
关键词 ti48al2Cr2Nb合金 初始表面粗糙度 电解加工 成形规律
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干态及小牛血清环境下超声滚压对Ti6Al7Nb合金微动磨损行为的影响研究
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作者 黄奕博 贺继樊 +3 位作者 李洪洋 刘建华 彭金方 朱旻昊 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期351-362,共12页
为提高人工植入件的抗微动磨损性能,采用超声表面滚压技术(USRP)对其典型材料(Ti6Al7Nb合金)进行表面强化处理.在此基础上,研究并揭示了表面改性层在干态及小牛血清环境下的微动磨损行为和损伤机理.结果表明:USRP使基材表面形成约33μm... 为提高人工植入件的抗微动磨损性能,采用超声表面滚压技术(USRP)对其典型材料(Ti6Al7Nb合金)进行表面强化处理.在此基础上,研究并揭示了表面改性层在干态及小牛血清环境下的微动磨损行为和损伤机理.结果表明:USRP使基材表面形成约33μm的晶粒细化层,表面硬度提升约28.1%.USRP处理并未显著改变基材的微动运行区域特性,在损伤严重的滑移区损伤机制主要为磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损.USRP强化处理改变了表层材料的晶界取向,减轻了接触区材料的剥落磨损程度,但增加的晶界通道可能加剧氧化磨损.不同微动工况下,USRP强化表面均具有较好的减摩效果,尤其在小牛血清环境中其磨损率较基材可降低约28%.研究结果可为人工关节材料的抗微动损伤表面工程防护提供理论数据和应用参考. 展开更多
关键词 ti6al7Nb合金 超声滚压表面强化 切向微动磨损 小牛血清环境 损伤机理
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不同应力状态下Ti-Al层状复合板各向异性行为研究 被引量：2
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作者 宋卓 皇涛 +4 位作者 陈拂晓 郭俊卿 裴彦博 高琰 钟时雨 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期128-137,共10页
为了探究不同应力状态下Ti-Al层状复合板力学性能各向异性的变化规律,通过0°、45°和90°方向复合板的单向拉伸实验研究了处于单向应力状态的未打孔复合板及平面应力状态的打孔复合板的力学性能随复合板角度的变化规律。... 为了探究不同应力状态下Ti-Al层状复合板力学性能各向异性的变化规律,通过0°、45°和90°方向复合板的单向拉伸实验研究了处于单向应力状态的未打孔复合板及平面应力状态的打孔复合板的力学性能随复合板角度的变化规律。发现未打孔复合板的断后伸长率及抗拉强度沿不同方向具有明显差异,表现为随复合板角度的增大而减小。而当引入圆孔缺陷后,沿不同方向复合板的断后伸长率及抗拉强度差异化程度显著下降。对断口形貌进行观察,发现未打孔Ti-Al层状复合板沿不同方向的钛层、铝层及结合层的断裂形貌差异较大,而打孔后的复合板沿不同方向的断裂形貌基本一致。结果表明,平面应力状态下Ti-Al层状复合板的力学性能各向异性较单向应力状态显著弱化。 展开更多
关键词 ti-al层状复合板 不同应力状态 各向异性 圆孔缺陷
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Al部分替代V对V-Ti氢分离合金显微组织、力学性能和轧制性能的影响
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作者 李子贤 许智勇 +1 位作者 冯泽群 江鹏 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第5期748-755,共8页
用Al部分替代V_(90)Ti_(10)氢分离合金中的V,研究Al含量对V_(90-x)Ti_(10)Al_(x)(x=0、2、5、10、15)合金显微组织、力学性能及轧制性能的影响。结果表明,V_(90)Ti_(10)合金组织为单相V基固溶体,其余四种合金均由V基固溶体和少量Al_(2)O... 用Al部分替代V_(90)Ti_(10)氢分离合金中的V,研究Al含量对V_(90-x)Ti_(10)Al_(x)(x=0、2、5、10、15)合金显微组织、力学性能及轧制性能的影响。结果表明,V_(90)Ti_(10)合金组织为单相V基固溶体,其余四种合金均由V基固溶体和少量Al_(2)O_(3)相组成。随着Al含量的增加,晶粒逐渐细化,晶格常数逐渐增大,Al_(2)O_(3)含量增加且形态趋向粗化。当Al含量由2%持续添加至15%时,合金塑性与轧制性能持续下降,硬度持续升高,抗拉强度先增加后降低。V_(88)Ti_(10)Al_(2)综合性能最优,抗拉强度、延伸率、轧制极限压下率分别为531.1 MPa、7.73%、67.5%,与V_(90)Ti_(10)合金相比,硬度和强度分别提高7.1%与20.8%,延伸率与极限压下率分别降低1.36%与4%。 展开更多
关键词 V-ti-al合金 微观组织 力学性能 轧制性能
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电辅助条件下钛-铝层状复合板力学性能与微观组织研究
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作者 翟奕涵 皇涛 +3 位作者 邢兵辉 张朝民 相楠 宋克兴 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期1-11,共11页
目的基于钛-铝层状复合板,在电辅助条件下进行钛-铝金属层状复合板力学性能与微观组织研究,研究成果将进一步丰富非均质金属层合板材的成形理论,并为改善构件成形质量、挖掘其成形潜能奠定基础。方法在不同电流密度和不同占空比下进行... 目的基于钛-铝层状复合板,在电辅助条件下进行钛-铝金属层状复合板力学性能与微观组织研究,研究成果将进一步丰富非均质金属层合板材的成形理论,并为改善构件成形质量、挖掘其成形潜能奠定基础。方法在不同电流密度和不同占空比下进行电辅助拉伸试验,对不同状态下的试样进行EBSD微观组织表征,研究电辅助条件下钛-铝层状复合板力学性能与微观组织的演变规律。结果在非热效应和焦耳热效应作用下,当进行电辅助拉伸时,钛-铝层状复合板的变形抗力和延伸率降低。当电流密度为6 A/mm2时,与室温拉伸相比,电辅助条件下的钛-铝层状复合板力学性能呈现出流动应力基本不变、延伸率有所上升的趋势。这表明选取合适的电流参数可以在不降低强度的情况下,提升材料塑性。在电辅助拉伸过程中,电流可以影响位错结构,减少Frank-Read位错源产生的位错以及Frank-Read位错源附近晶格畸变程度,从而降低位错密度。同时,脉冲电流作用可在较低温度下提高材料晶化过程中的形核率,促进再结晶发生。结论从力学性能、微观组织2个方面探究了脉冲电流对钛-铝层状复合板变形行为的影响机制,为优化材料加工工艺、提高材料利用率和最终产品性能提供理论基础。关键词:电辅助成形;钛-铝层状复合板;力学性能;微观组织;电子背散射衍射(EBSD) 展开更多
关键词 电辅助成形 钛-铝层状复合板 力学性能 微观组织 电子背散射衍射(EBSD)
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