赵冰
,
李志强
,
侯红亮
,
韩秀全
,
廖金华
,
谭谆礼
,
白秉哲
,
白利硕
稀有金属
介绍了国内外在金属三维点阵结构制备方法的研究进展,及不同制备方法的特点,并进行了对比分析.提出了一种超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)来制备金属三维点阵结构的方法,这种方法将点阵夹层结构看作三层或多层夹层结构,采用SPF/DB工艺方法在一个热循环中制备了金字塔型、四面体型、X型等典型的金属三维点阵结构,验证了工艺的可行性,为金属三维点阵结构的制备开辟了一条新的技术路径.对比分析了增材制造方法、塑性成形方法、SPF/DB等制备方法的特点和优点,对金属点阵结构技术的发展进行了展望.
关键词:
金属三维点阵
,
制备方法
,
超塑成形/扩散连接
张涛
,
付明杰
,
韩秀全
,
吴为
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.07.012
采用带有不同弯曲圆角的模具对TNW700钛合金薄板进行热弯曲实验,对其在温度为700～850℃,弯曲圆角为1/4～6t,弯曲角度为90°时的最小弯曲半径、回弹半径、回弹角度的变化规律进行了研究.结果表明:沿垂直轧制方向变形的热弯曲窗口较沿轧制方向的宽,垂直轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为1.5t和1/4t,而沿轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为3t和1t.回弹半径和回弹角度均随温度的升高和弯曲半径的增大而减小,回弹方向主要取决于模具的叠放次序.
关键词:
TNW700钛合金
,
热弯曲变形
,
回弹半径
,
回弹角度
付明杰
,
许慧元
,
刘佳佳
,
韩秀全
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.11.006
分别采用最大m值法和恒应变速率法对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo合金板材进行超塑拉伸,研究了940～1000℃、5.5×10-5～1.7×10-3s-1和不同拉伸轴方向的超塑性变形行为.结果表明:采用最大m值法获得的伸长率均高于恒应变速率法的,分别在980℃、垂直轧制方向获得了1596％的最大伸长率和960℃、3.3×10-4s-1、与轧制方向成45°获得了932％的伸长率.原始纤维组织经过超塑变形后发生等轴化,并且等轴晶粒随着应变速率的减小和温度的升高,长大程度逐渐增大.最大m值法超塑拉伸可以明显减少孔洞的产生.
关键词:
Ti3Al板材
,
超塑性
,
晶粒等轴化
,
孔洞
付明杰
,
许慧元
,
邵杰
,
韩秀全
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.03.003
采用TA15钛合金板材,研究了在860～980℃,8.3 ×10-4 ～1.7 ×10-3 s-1条件下进行的超塑拉伸性能.结果标明:随着变形温度的升高,延伸率先增加后降低；在940℃、应变速率为1.7×10-3s-1、垂直轧制方向获得最大延伸率为1370％.随着变形温度的升高和拉伸速度的降低,等轴α晶粒尺寸增大.变形温度为940℃时诱发次生α相的析出,少量的层片组织对提高延伸率具有一定的作用.
关键词:
TA15钛合金
,
超塑性
,
显微组织
韩坤
,
侯红亮
,
韩秀全
,
王耀奇
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.04.001
研究了置氢0.11%的Ti-6Al-4V在800～900℃温度范围和3×10(-4)～1×10(-2)s(-1)应变速率范围内的超塑变形行为,应用光学显微镜研究了变形过程中的组织演变.结果表明:置入0.11%的氢能够显著改善Ti-6Al-4V超塑变形行为,峰值应力较原始合金降低了15～33 MPa,应变速率敏感性指数m值提高至0.497,变形激活能为322 kJ·mol(-1);在840～860 ℃温度范围和3×10(-3)～1×10(-3)s(-1)应变速率范围内,具有最佳超塑性,其延伸率最高达到1530%.0.11%的氢使α相及β相软化的同时促进了动态再结晶,提高了位错的攀移能力并且降低了位错密度;α和β两相比例未发生显著变化,适当的比例在变形过程中有利于两相相互抑制长大.置氢后超塑变形机制与未置氢相同,主要为界面的滑动和晶粒的转动,而位错的运动及动态再结晶为其协调机制.
关键词:
氢
,
Ti-6Al-4V
,
超塑性
韩坤
,
李志强
,
韩秀全
,
邵杰
,
韩晓宁
材料科学与工艺
采用光学显微镜研究了Ti-6Al-4V合金经超塑成形/扩散连接(SPF/DB)热影响后的微观组织演变,在室温和空气条件下进行了旋转弯曲疲劳试验,并采用扫描电子显微镜对试样断口形貌进行了观察.结果表明:Ti-6Al-4V合金经历SPF/DB热工艺后,初始的双态组织转变为了等轴组织;强度有所降低,塑性略有提高,而旋转弯曲疲劳极限从420 MPa降低至405 MPa,在相同应力条件下(σ=431MPa),SPF/DB后试样的疲劳寿命从10 7量级降低至106量级;疲劳断口源区附近的放射线增粗且变的不连贯,疲劳裂纹扩展区的疲劳条带间距增大,裂纹扩展速率提高.这主要是由于SPF/DB热环境使Ti-6Al-4V合金片层α数量显著减少,降低了晶界总体长度,减弱了α相晶界对疲劳小裂纹扩展的阻碍作用.
关键词:
超塑成形/扩散连接
,
热环境
,
Ti-6Al-4V
,
钛合金
,
旋转弯曲疲劳
赵冰
,
李志强
,
韩秀全
,
廖金华
,
侯红亮
,
白秉哲
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00035
建立了钛合金空心整体结构成形过程的三维有限元模型.采用刚黏塑性本构关系,基于Marc有限元程序,分析了工艺参数对成形的影响.研究表明,扭转速度的提高使扭矩仅有较小的变化;当模具速度和应变速率提高时,热成形的成形力和超塑性成形的气压将提高.随成形温度降低,成形力显著提高,当温度高于900℃时,扭转成形的扭矩、热成形的成形力和超塑性成形的气体压力随温度的变化均不明显.在有限元分析的基础上,选取合适的工艺参数制备了钛合金空心整体结构模拟件,成形后的钛合金空心整体结构件面板厚度的实测值和模拟计算值具有相同的变化趋势,两者吻合良好.
关键词:
钛合金空心整体结构
,
三维有限元模拟
,
扭转
,
超塑性成形
付明杰
,
韩秀全
,
吴为
,
张建伟
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00055
对Ti-23Al-17Nb合金在温度为940～1000℃,恒应变速率为1.7×103～5.5×10-5 s-1下的单向超塑拉伸变形行为进行了研究.结果表明,随着变形温度的升高,延伸率先增加后减小,在960℃,5.5×10-5s-1条件下获得最大延伸率为1447.5％.低应变速率条件下,Nb含量的增加使合金的加工硬化阶段增加.超塑变形有利于消除原始织构组织,对比原始组织,超塑拉伸过程中长条α2相发生了球化,并且其尺寸和含量随着温度升高逐渐减少,α2和B2相比例为50∶50时可达到最佳变形.利用Zener-Hollomn参数和Arrhenius方程建立了TAC-1B合金的峰值应力本构方程,其变形激活能Q=390.76 kJ/mol,为科学设计和有效控制Ti-23Al-17Nb合金的超塑成形工艺提供了理论依据.
关键词:
Ti3Al合金
,
超塑性
,
显微组织
,
本构方程
曹秀中
,
赵冰
,
韩秀全
,
侯红亮
,
曲海涛
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.018
针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)成形的技术难题,利用沿垂直纤维方向基体具有大变形的能力,可以采用超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)成形出复合材料空心构件.在不同工艺参数条件下,测试了SiCf/Ti复合材料的横向高温变形规律,并分析了变形温度、应变速率、纤维含量等工艺参数的影响规律,对不同参数条件下拉伸试件的微观组织和断口形貌进行了对比,分析了复合材料的高温变形机制.
关键词:
纤维增强钛基复合材料
,
高温变形
,
变形参数
,
变形机制
付明杰
,
张涛
,
韩秀全
,
吴为
,
李阁平
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.01.001
TNW700钛合金是我国自主研发的近α型、可在700℃短时使用的高温钛合金.针对TNW700合金板材在温度为890 ～950℃、恒应变速率为0.0100～0.0005 s-1下的单向超塑拉伸变形行为进行了研究,利用Zener-Hollomn参数和Arrhenius方程建立了TNW700钛合金的峰值应力本构方程.结果表明:TNW700钛合金的超塑性变形行为与普通钛合金不同,其加工硬化阶段较长,且温度越高、应变速率越低,动态硬化的效果更加明显,远高于再结晶软化程度,晶粒尺寸的增加是导致加工硬化的主要原因.在950℃,0.0005 s-1条件下获得的最大延伸率为933％.所建立的峰值应力方程为σp=17.414[1.047(lnε+ 540210/RT)-46.587],其变形激活能Q=540.21 kJ ·mol-1.在较低温度条件下变形,在断口附近由于应变速率高和变形温度低的双重作用在晶界三角区产生应力集中使晶界滑移变得困难而导致有孔洞产生.随着变形温度的升高,β相含量和尺寸逐渐增加,高温、高应变速率条件下有次生α相析出,采用电子探针分析(EPMA)发现β晶粒微区成分的变化是次生α相产生的主要原因.
关键词:
TNW700钛合金
,
超塑性
,
本构方程
,
显微组织
