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TiAl合金热成形技术研究现状与展望
被引量：
2
1
作者
胡志力
张嘉恒
华林
《材料工程》
北大核心
2025年第4期1-14,共14页
轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm^(3),是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差...
轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm^(3),是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差等问题,造成加工与成形难度大、成本高,限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上,综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展,其中重点讨论了热塑性成形技术,包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足,今后TiAl合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形,同时提高材料的利用率和力学性能。
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关键词
航空航天
TIAL合金
热塑性成形
近净成形
在线阅读
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职称材料
铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金热变形行为与组织性能研究
被引量：
1
2
作者
胡志军
张嘉恒
+1 位作者
胡志力
庞秋
《精密成形工程》
北大核心
2024年第11期126-134,共9页
目的针对铸态TiAl合金晶粒组织粗大、成形性差等问题,以铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金为研究对象,探究其高温变形微观组织演变规律和力学性能变化,确定最佳工艺参数。方法采用MMS-200热力模拟试验机在温度为1300~1400℃、应变速率为0.02~0.2 ...
目的针对铸态TiAl合金晶粒组织粗大、成形性差等问题,以铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金为研究对象,探究其高温变形微观组织演变规律和力学性能变化,确定最佳工艺参数。方法采用MMS-200热力模拟试验机在温度为1300~1400℃、应变速率为0.02~0.2 s^(-1)、变形量为50%条件下对铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金进行压缩成形并空冷至室温。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、维氏硬度计及电子万能试验机研究了试样热压缩变形后的微观组织演变规律和变形后的力学性能。结果随变形温度的升高和应变速率的减小,合金的动态再结晶程度增加,晶粒尺寸明显细化,在1400℃-0.02 s^(-1)变形条件下,原始粗大片层团破碎最彻底,形成均匀细小的近片层组织,片层团晶粒尺寸由铸态的毫米级细化至20μm左右,平均片层间距减小至50 nm,维氏硬度达到479HV且沿横截面分布较为均匀。经1400℃-0.02 s^(-1)热锻成形后,合金的室温压缩屈服强度和800℃压缩屈服强度分别达到958 MPa和492 MPa,相比于原始铸态合金,分别提高了123.8%和52.3%。结论在1400℃-0.02 s^(-1)条件下进行热压缩变形时,α相发生了完全的动态再结晶,形成细小等轴晶,在随后的空冷过程中形成精细的片层结构,合金综合力学性能达到最优。
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关键词
TIAL合金
压缩成形
微观组织
力学性能
动态再结晶
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职称材料
挤压态TiAl合金热变形行为及热加工图研究
被引量：
3
3
作者
曹洁成
柳勇志
胡志力
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期140-146,共7页
针对TiAl合金热塑性变形难的问题,通过MMS-200型热模拟试验机研究了挤压态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金在变形温度为1000~1300℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)、工程应变为60%条件下的热变形行为。通过Arrhenius函数模型建立了该合金基于应变补偿...
针对TiAl合金热塑性变形难的问题,通过MMS-200型热模拟试验机研究了挤压态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金在变形温度为1000~1300℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)、工程应变为60%条件下的热变形行为。通过Arrhenius函数模型建立了该合金基于应变补偿的本构方程;基于动态材料模型建立了合金在工程应变为60%时的热加工图。结果表明,该合金具有正应变速率敏感性和负温度敏感性;通过建立的热加工图发现理想的变形参数为1100~1150℃、0.001~0.05 s^(-1)和1200~1300℃、0.001~0.01 s^(-1),突破了传统TiAl合金只能在高温低应变速率条件下变形的认知,发现在0.01和0.1 s^(-1)高应变速率下通过合适的成形温度匹配,该合金仍可以获得较好的成形性能。
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关键词
挤压态TiAl合金
本构模型
热加工图
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职称材料
题名
TiAl合金热成形技术研究现状与展望
被引量：
2
1
作者
胡志力
张嘉恒
华林
机构
湖北
隆中实验室
武汉理工大学
现代汽车零部件
技术
湖北省
重点实验室
武汉理工大学材料绿色精密成形湖北省工程技术研究中心
出处
《材料工程》
北大核心
2025年第4期1-14,共14页
基金
国家自然科学基金(52075400,52275368)
湖北省重点研发计划(2021baa200,2022aaa001)
+2 种基金
湖北省科技创新人才与服务专项项目(2022EJD012)
湖北省自然科学基金(2023AFA069)
湖北省隆中实验室自主创新项目(2022ZZ-04)。
文摘
轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm^(3),是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差等问题,造成加工与成形难度大、成本高,限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上,综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展,其中重点讨论了热塑性成形技术,包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足,今后TiAl合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形,同时提高材料的利用率和力学性能。
关键词
航空航天
TIAL合金
热塑性成形
近净成形
Keywords
aerospace
TiAl alloy
thermoplastic forming
netshape forming
分类号
TH162 [机械工程—机械制造及自动化]
TB31 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金热变形行为与组织性能研究
被引量：
1
2
作者
胡志军
张嘉恒
胡志力
庞秋
机构
武汉理工大学
现代汽车零部件
技术
湖北省
重点实验室
武汉理工大学
汽车零部件
技术
湖北省
协同创新
中心
武汉理工大学材料绿色精密成形湖北省工程技术研究中心
武汉
东湖学院机电
工程
学院
出处
《精密成形工程》
北大核心
2024年第11期126-134,共9页
基金
湖北省重点研发计划(2021baa200,2022aaa001)
湖北省自然科学基金(2023AFA069)
湖北省隆中实验室自主创新项目(2022ZZ-04)。
文摘
目的针对铸态TiAl合金晶粒组织粗大、成形性差等问题,以铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金为研究对象,探究其高温变形微观组织演变规律和力学性能变化,确定最佳工艺参数。方法采用MMS-200热力模拟试验机在温度为1300~1400℃、应变速率为0.02~0.2 s^(-1)、变形量为50%条件下对铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金进行压缩成形并空冷至室温。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、维氏硬度计及电子万能试验机研究了试样热压缩变形后的微观组织演变规律和变形后的力学性能。结果随变形温度的升高和应变速率的减小,合金的动态再结晶程度增加,晶粒尺寸明显细化,在1400℃-0.02 s^(-1)变形条件下,原始粗大片层团破碎最彻底,形成均匀细小的近片层组织,片层团晶粒尺寸由铸态的毫米级细化至20μm左右,平均片层间距减小至50 nm,维氏硬度达到479HV且沿横截面分布较为均匀。经1400℃-0.02 s^(-1)热锻成形后,合金的室温压缩屈服强度和800℃压缩屈服强度分别达到958 MPa和492 MPa,相比于原始铸态合金,分别提高了123.8%和52.3%。结论在1400℃-0.02 s^(-1)条件下进行热压缩变形时,α相发生了完全的动态再结晶,形成细小等轴晶,在随后的空冷过程中形成精细的片层结构,合金综合力学性能达到最优。
关键词
TIAL合金
压缩成形
微观组织
力学性能
动态再结晶
Keywords
TiAl alloy
compression forming
microstructure
mechanical property
dynamic recrystallization
分类号
TG306 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
挤压态TiAl合金热变形行为及热加工图研究
被引量：
3
3
作者
曹洁成
柳勇志
胡志力
机构
湖北
隆中实验室
武汉理工大学
汽车零部件先进
技术
湖北省
重点实验室
武汉理工大学材料绿色精密成形湖北省工程技术研究中心
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期140-146,共7页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52075400)
国家111项目计划课题(B17034)
+3 种基金
湖北省重点研发计划项目(2021BAA200)
湖北省技术创新重大专项(2022AAA001)
湖北省科技创新人才及服务专项(2022EJD012)
湖北隆中实验室自主创新项目(2022ZZ-04)。
文摘
针对TiAl合金热塑性变形难的问题,通过MMS-200型热模拟试验机研究了挤压态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金在变形温度为1000~1300℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)、工程应变为60%条件下的热变形行为。通过Arrhenius函数模型建立了该合金基于应变补偿的本构方程;基于动态材料模型建立了合金在工程应变为60%时的热加工图。结果表明,该合金具有正应变速率敏感性和负温度敏感性;通过建立的热加工图发现理想的变形参数为1100~1150℃、0.001~0.05 s^(-1)和1200~1300℃、0.001~0.01 s^(-1),突破了传统TiAl合金只能在高温低应变速率条件下变形的认知,发现在0.01和0.1 s^(-1)高应变速率下通过合适的成形温度匹配,该合金仍可以获得较好的成形性能。
关键词
挤压态TiAl合金
本构模型
热加工图
Keywords
as-extruded TiAl alloy
constitutive model
hot processing map
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
TiAl合金热成形技术研究现状与展望
胡志力
张嘉恒
华林
《材料工程》
北大核心
2025
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb合金热变形行为与组织性能研究
胡志军
张嘉恒
胡志力
庞秋
《精密成形工程》
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
挤压态TiAl合金热变形行为及热加工图研究
曹洁成
柳勇志
胡志力
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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