TC4钛合金板材双晶探头超声波检测

介绍了成形性能较差、需加工成三维曲面形状的钛合金板材的无模多点成形技术,解决了试验中出现回弹、起皱等问题,证明钛合金可利用无模多点成形方法成形出线型较复杂的三维曲面,成形效果良好。

采用有限元数值模拟与成形工艺实验相结合的方法,对0.84mm厚的tc1m钛合金板材杯形件室温拉深成形及回弹过程进行了研究.结果显示,拉深制件不仅出现凸耳和杯口厚度不均等熟知的现象,还揭示出因钛合金各向异性所引发的杯口内壁非圆化,这类形状畸变对制件的几何精度将产生不利影响.600℃温热拉深能有效地抑制卸载回弹,杯口内壁非圆化得以消除,但却无法改变钛板的各向异性性质,凸耳和杯口厚度不均等畸变现象依然存在.

为了使板坯在轧机咬入之前温度均匀、表面氧化轻微,综合分析了目前常用加热炉的优点和存在的不足,设计了一种新型的钛及钛合金板材轧前加热装置。该装置的主体包括一个箱式辊底电炉和一个替换工作辊道组,它们可根据需要随时上线或离线移动。与其它加热炉相比,该装置距离轧机更近,板坯出炉后的运输时间更短,最终入轧机前的板坯仍保持高的加热质量。该装置除了可进行钛及钛合金板坯的轧前加热、快速补温外,还可兼顾部分成品退火处理。其生产模式灵活,大大提高了设备的利用率和生产效率。

除超塑成形技术外,应用于钛合金板材成形的新工艺还有热成形/热蠕变成形、激光冲击/激光成形技术,以及处于实验室研究阶段的热介质成形技术等。

应用pam-stamp冲压模拟软件,对ta2m钛合金板材u形弯曲成形及回弹过程进行了数值模拟预测,并对模拟结果进行了工艺试验验证,得到了板料厚度、轧制方向以及相对弯曲半径等参数对回弹影响的数值结果,并对结果进行了分析。

本文采用了正交试验方法,选取固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间四因素三水平对ti55531钛合金板材热处理制度进行了优化。实验结果表明:热处理制度为800℃/60minac+650℃/6hfc时,该合金板材的抗拉强度和屈服强度分别为1,242mpa、1,122mpa,延伸率为10.0%,强度和塑性达到了最佳匹配,为生产该合金板材热处理提供了依据。

研究ti-55钛合金板材在890～910℃、初始变形速率为4.4×10~(-4)～1.76×10~(-3)s~(-1)条件下的超塑性变形行为。结果表明:在900℃、初始应变速率为8.8×10~(-4)s~(-1)变形条件下平均晶粒尺寸在4μm左右细小等轴晶的ti-55钛合金板材的伸长率可达1300%,表现出良好的超塑性;在一定成形温度下其超塑伸长率随应变速率的增大呈先增加后降低的趋势,存在最佳应变速率8.8×10~(-4)s~(-1),高于或低于8.8×10~(-4)s~(-1),板材的超塑变形能力均有明显降低;在高应变速率下,ti-55板材的最大伸长率向高温区移动;超塑性变形过程中晶粒呈相互聚合长大的现象,应变诱发组织粗化是超塑变形过程中组织粗化的主要因素。

为提高钛合金板材的表面硬度,对其进行了火焰加热淬火表面强化处理,采用数值模拟的方法研究了火焰加热的温度场以及沿壁厚方向上的温度变化特点,分析了金相组织和硬度。试验结果表明:采用火焰加热淬火表面强化工艺可以获得晶粒细小、硬度高于基体硬度的强化层,火焰强度越高,表面硬化效果越好,表面最高硬度达456hv;在火焰线扫描速度保持一定的条件下,火焰喷射强度影响的主要是合金表面硬度值,对其淬透层厚度影响不大。

针对大型钛合金板材磨削过程中存在的问题,研究了自适应控制技术在平面砂带磨床恒压随型磨削加工钛合金板材中的应用,在分析平面砂带磨削加工过程的基础上,建立了系统控制对象数学模型,设计并采用自适应控制技术应用于控制磨削加工。结果证明,所应用的自适应控制技术能较好的保证恒压磨削,有效地提高了钛合金板材表面深度尺寸精度。

主要回顾了我国钛及钛合金板材标准化历程,重点介绍了本世纪钛板材国标体系的重要变化及完善情况,并与国外先进标准进行了对比,提出了进一步完善和发展我国钛板材标准体系的发展思路、改进意见和建议。

为了满足我国航空航天等领域对钛及钛合金板材的需求,占领国内外钛及钛合金板材的高端产品市场,宝钛集团有限公司研制了真空蠕变矫形炉。该设备属国内首创,与国外同类设备相比自动化程度、主要技术性能指标、使用效果以及生产的钛及钛合金板材质量均已达到国际先进水平。自2007年到2009年3年间为宝钛集团新增产值57560万元,新增利润8000万元,不仅满足了国内航空航天等领域的需求,还为国外客商提供了大量的产品,使我国的钛及钛合金板材加工技术上了一个台阶,提升了中国制造的影响力。

在研究薄板冲压成形原理和模型描述的基础上,采用ansys有限元方法对钛合金板材翻边成形进行了系统的分析,完成对钛合金板材的室温和高温下的翻边成形过程的模拟,预测板材成形过程中的应变分布,并得出室温和高温下极限翻边系数,预测值与试验值相比较,拟合良好,同时应变分布规律符合试验结果,证明了有限元方法模拟钛合金热成形性的可行性和准确性。

利用电子背散射衍射(ebsd)取向成像技术,对ta17钛合金板材对接焊缝的显微组织、晶界特征和晶体学取向进行表征研究。结果表明其母材呈典型的轧制变形组织,且由α相和少量晶间分布的β相组成,大部分为小角度晶界,为基面织构。热影响区晶粒呈梯度长大分布。在焊接热传导下,热影响区晶粒得到回复和长大,大角度晶界逐渐增多。其织构继承了母材织构的特点,只是织构密度有所减弱。熔区为粗大的α'马氏体相交织成的网篮状组织,大部分为大角度晶界,织构比较漫散。

ta1钛合金板材洛氏硬度b标尺试验结果不合格较多,检测中心与薄板车间试验结果差异较大。文章针对这种结果争议,通过试验验证找到数据存在差异的原因,并对如何更标准地进行钛合金板材洛氏硬度b标尺试验,提出有效的、良好的操作建议。

目的揭示工艺参数对钛合金锥形件柔性加热旋压成形过程的影响。方法采用基于abaqus平台建立的ta15钛合金柔性热旋有限元仿真模型和基于正交试验设计的模拟方案,研究了芯模预热温度、工件加热温度、旋轮与芯模间隙和旋轮进给比对该过程中,工件的切向拉应变和壁厚差的影响显著性与规律。结果获得了合理的工艺参数组合与回归方程。结论较小的旋轮进给比有利于抑制工件的破裂;适中的工件加热温度有利于获得较为均匀的壁厚。

通过对冷加工板材的变形程度,退火温度等变形和热处理参数的研究,探讨ti4al22v钛合金板材的加工变形特点和组织性能的变化规律。结果表明,该合金具有较强的冷变形能力,较宽的温度区域,可通过细化晶粒来提高板材的强度和塑性。

采用国内先进的智能压力检测显示设备为宝鸡钛业股份有限公司板带厂四辊可逆式冷轧板机研制了智能压力测量系统,解决了该冷轧机压力测量系统老化,控制精度下降(由于最初设计的3%下降到10%左右)无法满足现行生产工艺要求的问题,使轧机的控制精度达到0.5%,并具有自动记录等功能,大幅度提高了板材轧制的成品率及工艺精度,操作容易。

通过研究钛合金在不同加热参数下进行水火弯板后的组织和性能,分析了水火弯板的加热温度和加热次数对钛合金的组织和性能的影响。结果表明,在600～900℃范围内进行水火弯板时,合金的性能同室温的相比,随着加热温度的升高,合金的σb有所增加,而σ0.2和δ5均较大幅度地减小。随着加热次数的增加,合金的σb和σ0.2逐渐增加,而δ5则逐渐减小。合金的塑性和韧性随着加热温度的升高和加热次数的增加而下降,这是由表面产生脆性层和晶粒长大所造成的

研究了热处理工艺对ti-1023钛合金板材组织和性能的影响.讨论了工艺、组织和性能之间的关系.为高尔夫用ti-1023钛合金板材选择合理的热处理制度提供依据.

新13本制铁公司（以下简称新13铁）于2012年3月1613宣布新13铁公司用于航空钛合金板材生产的热处理工艺通过了nadcap认证。nadcap（nationalaerospaceanddefensecontractorsaccreditationprogram）即为“国家航空航天和国防合同方授信项目”，是由美国航空航天和国防工业巨头与美国国防部、sae等机构共同发起和发展的一个专门针对航空航天工业的特殊产品和工艺进行认证的体系。

研究非典型等轴细晶的两种不同轧制变形量的ti3al基合金热轧板的超塑性变形行为及其变形前后的显微组织。研究结果表明:该合金在超塑性变形过程中组织会转化为有利于超塑性的细小等轴组织。其在变形温度为940～1020℃,应变速率为2×10-4～2×10-3s-1时具有良好的超塑性,其最大伸长率可达859.5%,应变速率敏感指数达0.43,该合金超塑性变形的主要机制是晶界滑动,而且这种非典型等轴细晶条件下超塑性变形时晶内变形以及位错蠕变所起的作用比在等轴细晶态组织条件下的作用更为显著。对非典型等轴细晶的ti3al基合金热轧板,无需进行复杂热处理,也可以获得良好的超塑性,更具有工业意义。

在20℃～300℃的温度范围内,分别对7b04-t6和6061-t6铝合金薄板进行了单拉试验,结果表明,7b04-t6高强度铝合金的断后延伸率和拉伸极限应变在温热状态下都有显著的提高,比较适合于温热成形,而6061-t6则不太适合。另外,基于fields&backofen本构方程,对7b04-t6在不同温度状态下的强化规律进行了分析和探讨,结果表明,随着温度的逐渐升高,应变强化指数n值不断减小,应变率敏感系数m值则显著增大,应变率强化明显增强,这也是在温热状态下其成形性能提高的主要原因。