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高强度钛合金管材残余应力测试及对比分析

朱刚 , 张晖 , 张旺峰 , 王玉会 , 颜孟奇

稀有金属材料与工程

无缝TA18钛合金管材的制备通常要经历大变形量的冷轧工艺,不可避免地引入残余应力.本实验利用X射线残余应力测试技术,对不同工艺条件制各的TA18(Ti-3Al-2.5V)合金多种规格冷轧管材外表面的残余应力进行了测试,并对比了管材切向残余应力的差别,针对其差别讨论了可能产生的原因.结果表明,工艺不当会导致钛合金管材在切向呈现拉应力,而适宜的工艺则在钛合金管材的切向形成压应力.残余拉应力显著地降低材料的应力腐蚀抗力和疲劳抗力,而残余压应力却可以不同程度地提高材料的疲劳寿命.因此,对比实验数据可以得出,TA18管材需要稳定制备工艺,从而达到残余压应力的应力状态,才能拥有更好的服役性能.

关键词: X射线 , 残余应力 , TA18

四川大学王玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

中国材料进展

在国家自然科学基金等项目的长期支持下，四川大学教授王玉忠带领团队在高分子材料无卤阻燃化的基础研究方面获重要进展，并取得一些关键技术的突破，成功地解决了一些高分子材料的高效无卤阻燃问题，有效地协调了阻燃性与无卤化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功应用于多个领域。

关键词: 高分子材料 , 无卤阻燃 , 四川大学 , 国家自然科学基金 , 基础研究 , 阻燃化 , 无卤化 , 阻燃性

粉末注射成型过程的双流体数学模型

王玉会 , 曲选辉 , 何新波 , 张勇 , 赵丽明

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.05.022

为了研究粉末注射成型(PIM)过程特有的偏析现象,提出了等效粉末的概念并引入粉末的拟流体假设;通过引用流体动力学的研究方法建立了PIM过程双流体模型基本控制方程,并对粉末、粘结剂相间作用的表达式及粉末与粘结剂的粘度关系进行了探讨;采用CFX软件分别基于双流体及单流体数学模型对PIM过程进行了数值模拟.结果表明:两者的模拟结果吻合较好,证明了双流体数学模型的可靠性.

关键词: 粉末注射成型 , 偏析 , 双流体模型 , 数值模拟

Ti-3Al-2.5V钛合金管材研究进展

张旺峰 , 李艳 , 王玉会 , 曹春晓

材料导报

简要介绍了航空用Ti-3Al-2.5V钛合金管材从研制到应用的全过程,确立了管材制备过程中挤压、轧制、热处理等关键工艺过程及其参数,建立了管材的组织与性能各向异性评价新参数CSR,为管材的科学评价提供了保证,提出了钛合金管路连接技术的现状及发展趋势.这些工作为我国研制和应用Ti-3Al-2.5V管材提供了重要的方法与思路.

关键词: 钛合金管材 , 工艺性能 , 评价 , 连接技术 , 织构

TiNbTaZr钛合金冷加工塑性行为研究

王玉会 , 张晖 , 张旺峰 , 颜孟奇 , 李野

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.015

通过力学性能测试,结合光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜等表征技术,研究了Ti35Nb2Ta3Zr0.3O合金的冷加工塑性行为及其机理.结果表明:Ti35 Nb2Ta3 Zr0.3O合金在冷变形过程的不同阶段呈现出低加工硬化或无加工硬化的特点,变形量大于50％之后,晶粒碎化明显、塑性增强.分析表明:约35％ Nb的加入降低了合金的层错能,使位错攀移及交滑移受到抑制,孪生机制增强,随冷变形量增大,形成多阶孪生,使晶粒明显碎化;合金的塑性变形是以孪生与位错滑移联合起作用,其独特的塑性行为来自于层错能效应及形变过程中的孪生诱发塑性效应.

关键词: TiNbTaZr合金 , 冷加工 , 塑性变形行为 , 孪生 , 滑移 , 孪生诱发塑性

小口径TA18航空钛合金管材织构测定与分析

李兴荣 , 张晖 , 张旺峰 , 李艳 , 王玉会

稀有金属材料与工程

利用X射线衍射极图测量技术,对国内试制的φ6 mm的TA 18 (Ti-3Al-2.5V)合金冷轧管材的织构类型进行研究.并测量了国外同直径的商用航空管材的织构类型和强度,与国产的管材进行了对比分析.采用管材减薄展平法解决了形状对X射线衍射强度影响无法修正的困难,实现了对管材织构的精确测定.结果表明:国产管材的织构类型与进口管材基本相似,主织构的(0002)面与管材径向夹角均为24°,晶向[10-10]与管轴向平行.但是织构的强度差别很大,进口管材的织构强度是国产管材的2倍以上.提高织构强度及减小离散程度是改善国产管材性能的一个重要方向.

关键词: 钛合金 , 织构 , 极图 , 取向分布函数

TA15钛合金的相变、组织与拉伸性能

张旺峰 , 王玉会 , 李艳 , 马济民

中国有色金属学报

研究TA15合金在4个典型温度1 020、1 000、900、800 ℃以及水淬、空冷和炉冷3种冷却方式下的相变、组织与性能的关系.结果表明:随着冷却速度的降低,1 020 ℃热处理合金的显微组织由马氏体α′相向针状(α+β)相和片状(α+β)相转变,970 ℃及900 ℃热处理后则由初生α+马氏体α′相向初生α+针状(α+β)和等轴α+晶界β演变,800 ℃热处理后只有α和β两相组织;在1 020～900 ℃热处理后,TA15合金的室温和高温强度随冷却速度降低有明显下降,冷却速度相同时,强度随温度升高而提高,而在800 ℃热处理后的强度和塑性与冷却方式无关.

关键词: TA15钛合金 , 热处理 , 相变 , 组织 , 拉伸性能

粉末注射成形充模过程特有边界层效应的数值模拟

王玉会 , 曲选辉 , 何新波 , 张勇 , 林冰涛 , 藏若愚

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.02.023

基于粉末-粘结剂的双流体模型,利用CFX软件粉末口射成形(PIM)对充模过程中粘结剂的分布变化进行了模拟计算.结果表明:在注射坯的表面薄层内粘结剂含量多于在注射坯中的平均值,且表面薄层内粘结剂体积分数由表到里逐渐下降,证实了PIM特有边界层效应的存在.随着注射温度由420 K升高到440 K,PIM特有的边界层效应变明显;随着入口的喂料流量由60cm3·s-1增加到80 am3·s-1,这种效应反而略有减轻.试验结果与模拟结果基本一致,表明了双流体模型用于PIM研究的可靠性.

关键词: 粉末注射成形 , 双流体模型 , 数值模拟 , 边界层效应

孪生行为对TA18钛合金管材塑性的影响

刘燕平 , 张晖 , 张旺峰 , 李艳 , 王玉会

稀有金属材料与工程

利用电液伺服材料试验机,对直径为Φ16的TA18(Ti-3A1-2.5V)钛合金管材试样分别在-60,25,100,200,300和350℃下进行了静态拉伸试验,并结合TEM观察TA18钛合金管材在高低温下的显微组织.结果表明,TA18钛合金管材的强度和塑性均随温度的升高而降低;通过TEM观察,在-60℃拉伸的管材中观察到明显的孪生,而在350℃拉伸的管材中没有观察到孪生现象.结果表明:孪生对不同温度下TA18钛合金管材的塑性变形起着至关重要的作用.

关键词: TA18合金 , 塑性变形 , 孪生

高强度TA18合金管材性能评价与控制方法研究

张旺峰 , 王玉会 , 李艳 , 曹春晓

稀有金属材料与工程

研究了高强度TA18合金管材的性能评价与控制方法.利用X射线衍射法,测量了表征管材织构的极图、反极图和取向分布函数ODF,通过对国内外典型规格管材不同晶面织构强度的对比分析,得出高性能的管材织构以{0001｝<-1100>为主.给出了收缩应变比CSR的测试原理及方法,研究了CSR与其他性能之间的关系.结果表明,提高CSR有利于提高径向织构分布比例及管材的强度和塑性.提出了管材性能控制方法,即提高减壁/减径比Q值,则管材径向织构分布比例增加,CSR提高.

关键词: 钛合金 , 管材 , 织构 , 收缩应变比 , 减壁/减径比Q