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TC4钛合金轴向超声振动辅助电火花铣削加工试验研究 被引量：1
1
作者 王岩 王雯瑀 +2 位作者 董颖怀 樊凌峰 刘启航 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第3期25-32,共8页
超声振动有助于改善电火花加工的表面形貌,但超声振动的加入也使得其材料去除机理更加复杂,难以形成标准化的工艺过程。为全面了解轴向超声振动辅助电火花加工的工艺特点,对TC4工件分别进行电火花铣削加工和轴向超声振动辅助电火花铣削... 超声振动有助于改善电火花加工的表面形貌,但超声振动的加入也使得其材料去除机理更加复杂,难以形成标准化的工艺过程。为全面了解轴向超声振动辅助电火花加工的工艺特点,对TC4工件分别进行电火花铣削加工和轴向超声振动辅助电火花铣削加工。选取不同的峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隙和超声振幅进行单因素试验,并分析其表面粗糙度Ra。结果表明将轴向超声振动引入电火花铣削加工能够使表面粗糙度下降5.5%~18.9%,轴向超声振动的加入改变了极间能量分配关系,并减少了用于材料去除的能量。该研究为轴向超声振动辅助电火花铣削工艺的理论分析提供了数据支持,并为工艺参数选择提供了重要参考。 展开更多
关键词 超声振动 电火花加工 铣削工艺 表面形貌 tc4
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TC4钛合金钎焊界面组织及力学性能研究 被引量：1
2
作者 张丽霞 丁彦华 +6 位作者 朱鑫鑫 张博彧 孙湛 常青 张博 钟素娟 龙伟民 《现代交通与冶金材料》 2025年第2期91-97,共7页
为了保证钛合金板翅式换热器中接头的高温强度要求,本文设计并制备了Ti_(23.75)Zr_(23.75)Ni_(23.75)Cu_(23.75)Sn_(5)高熵非晶钎料,并利用所制备钎料对TC4钛合金进行真空钎焊,对不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能进行了研究。结... 为了保证钛合金板翅式换热器中接头的高温强度要求,本文设计并制备了Ti_(23.75)Zr_(23.75)Ni_(23.75)Cu_(23.75)Sn_(5)高熵非晶钎料,并利用所制备钎料对TC4钛合金进行真空钎焊,对不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,930℃/10 min的工艺条件下接头的组织主要由(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)和少量的Zr_(5)Sn_(3)金属间化合物、α-Ti+(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)共析组织及针状α-Ti组成;随着钎焊温度的升高,元素扩散更加充分,焊缝内部的脆性化合物相逐渐消失,形成以针状α-Ti为主的焊缝组织。随着保温时间延长,接头组织内部的针状α-Ti逐渐生长,保温时间过长会造成α-Ti组织粗大,对接头强度有害,970℃/30 min工艺条件下,最高室温抗剪强度与450℃高温抗剪强度分别为494 MPa与408 MPa;(Ti,Zr)_(2)(Ni,Cu)脆性相是接头的薄弱环节,接头断裂形式为脆性断裂。 展开更多
关键词 tc4钛合金 高熵非晶钎料 显微组织 力学性能
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退火温度对TA1/TC4波纹轧复合板力学性能及微观组织的影响
3
作者 张鹏 宁少波 +4 位作者 王涛 任忠凯 赵浩 刘文文 郭继保 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第2期194-202,共9页
对波纹轧制工艺制备得到的TA1/TC4复合板进行轧后退火研究,通过拉伸、拉剪测试以及界面微观组织表征,研究了退火温度对波纹热轧TA1/TC4复合板变形失效行为的作用机制。结果表明,低温退火(350~450℃)时,复合板基材的静态回复程度较低,复... 对波纹轧制工艺制备得到的TA1/TC4复合板进行轧后退火研究,通过拉伸、拉剪测试以及界面微观组织表征,研究了退火温度对波纹热轧TA1/TC4复合板变形失效行为的作用机制。结果表明,低温退火(350~450℃)时,复合板基材的静态回复程度较低,复合板内部的加工硬化现象仍较明显,导致复合板韧塑性能力提升不明显,随着退火温度的升高,复合板塑性改善明显。当退火温度高于500℃时,复合板的拉伸和剪切性能下降明显,对复合板的综合力学性能存在不利影响。力学性能测试结果表明,在500℃,1 h的退火条件下,复合板的综合力学性能最佳,此时屈服强度为802.3 MPa,剪切强度为366.54 MPa,伸长率接近10.5%。 展开更多
关键词 波纹轧制 TA1/tc4复合板 退火温度 力学性能 界面微观组织
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预测TC4钛合金高温流动行为的两种本构模型对比研究
4
作者 贾海深 古妮娜 +2 位作者 罗文翠 张继林 易湘斌 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期104-111,共8页
为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R... 为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE,对两种本构模型的可预测性进行了对比分析。结果表明:修正的J-C本构模型较准确地预测了TC4钛合金在上述变形条件下的流动行为,该模型的相关系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE分别为0.9997、1.4536%和0.0457。研究结果为初期设计预测钛合金TC4高温流动行为的数值模型提供了一定参考依据,对其热成形工艺过程的数值模拟和参数优化方面具有重要意义。 展开更多
关键词 tc4钛合金 高温流动行为 本构模型
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TC4钛合金摆动激光填丝焊接工艺对焊缝成形的影响及机理分析
5
作者 孙清洁 郭佳威 +4 位作者 许威 李军兆 张清华 曾宪山 刘一搏 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期16-23,共8页
为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影... 为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影响焊缝横截面特征参量.根据高速摄像采集图像发现,常规激光条件下,熔滴倾向于大滴过渡,当激光摆动幅度为1 mm时,在摆动频率为80 Hz或160 Hz条件下熔滴以稳定的液桥过渡;当摆动幅度为2 mm时,熔滴以固-液混合颗粒过渡.分析认为,常规激光对焊丝的持续作用增大了熔滴的大滴过渡倾向,造成熔池剧烈波动,焊缝成形不均匀;摆动激光可搅动熔池,促进熔池与焊丝接触形成液桥,焊缝成形良好,但当摆动幅度过大时,激光无法快速熔化焊丝,焊丝从中部折断形成的固-液混合颗粒过渡至熔池后难以充分熔化铺展,造成焊缝锯齿形边缘. 展开更多
关键词 tc4钛合金 摆动激光填丝焊 焊缝成形 熔滴过渡行为 高速摄像
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锥度球头刀四轴铣削TC4残余应力梯度分布反解
6
作者 周金华 齐琪 +1 位作者 任军学 詹梅 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期770-779,共10页
商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成,该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄... 商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成,该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄板加工变形测试的铣削残余应力梯度分布逆向辨识方法。采用双曲正切模型对铣削残余应力梯度分布进行参数化表征,将残余应力梯度分布的求解转换为对两个待定系数k和ω的反解,通过测试钛合金试块加工表面的残余应力计算确定模型系数k,通过测试钛合金薄板铣削弯曲变形挠度反解出模型系数ω,以此确定残余应力梯度分布曲线。开展了4组钛合金TC4试块铣削验证实验,测试结果表明,铣削残余应力梯度分布的平均预测准确率高达99.35%。与传统X射线测试法相比,所提出的方法避免了采用电解腐蚀剥层来测试亚表层残余应力,同时也充分考虑了铣削加工残余应力在已加工表面的分布不均匀性问题,即铣削加工残余应力离散度问题。 展开更多
关键词 锥度球头刀 钛合金tc4 四轴铣削 残余应力 逆向辨识 离散度
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激光抛光TC4钛合金高粗糙度表面及表面耐磨损行为
7
作者 戴峰泽 安春桥 +2 位作者 霍坤 何娟 陈希章 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期291-298,共8页
针对离心泵薄壁钛合金叶轮叶片表面粗糙度控制困难以及在使用过程中砂石对叶片表面的磨损问题,分别在氩气和空气氛围下采用纳秒脉冲激光器对铣削后具有高粗糙度的TC4钛合金表面进行抛光,发现在氩气氛围下能获得更好的抛光效果,能使工件... 针对离心泵薄壁钛合金叶轮叶片表面粗糙度控制困难以及在使用过程中砂石对叶片表面的磨损问题,分别在氩气和空气氛围下采用纳秒脉冲激光器对铣削后具有高粗糙度的TC4钛合金表面进行抛光,发现在氩气氛围下能获得更好的抛光效果,能使工件表面算术平均高度下降56.12%、表面硬度提高21.94%;而在空气环境下,工件表面获得了高硬度的氮化钛,表面算术平均高度下降了51.89%,硬度比原始表面提高了176.79%.摩擦磨损试验结果表明:原始的工件表面和氩气氛围下抛光的工件表面均以磨粒磨损为主,其中在氩气氛围下抛光的工件由于抛光过程中获得了硬度较高的α′-Ti马氏体,因此表面的磨痕宽度更窄;而在空气氛围下则由于重熔层获得了高硬度氮化钛使得工件表面平均动摩擦系数从0.46降至0.16,显著提高了工件表面的耐磨性,磨痕宽度大幅降低,在与GCr15陶瓷球对磨过程中工件表面则主要表现为黏着磨损. 展开更多
关键词 tc4钛合金 激光抛光 激光氮化 硬度 摩擦磨损
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TC4表面镍基涂层的微观组织及高温抗变形性能
8
作者 付宇明 李长城 +1 位作者 闫茂荣 郑立娟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期108-117,共10页
为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不... 为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不同多元陶瓷粉末含量涂层的微观组织、涂层硬度和高温抗变形能力。研究结果表明:碳化物陶瓷增强相的添加使涂层微观组织细化,硬度得到提升,当陶瓷增强相添加量为15%时涂层硬度最高,是基材的2.54倍;随温度升高,纯镍基熔覆涂层内部枝晶组织发生了溶解和分离,并逐渐等轴化;添加15%陶瓷粉末的镍基熔覆涂层中出现了枝晶破碎情况,熔覆层中弥散分布的陶瓷增强相发生了聚集长大现象;在3种高温压缩试验温度(700、800、900℃)下,试件的最大等效应力和最大等效应变均出现在基材内部,相比于TC4试件,激光熔覆试件在涂层结合区产生应力突变,涂层的抗变形能力有所增强。 展开更多
关键词 tc4钛合金 激光熔覆 微观组织 显微硬度 高温压缩
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高斯脉冲激光灼烧TC4钛合金时变温度场特性
9
作者 李隆 贺政隆 +5 位作者 李昕阳 宁江浩 纪玉潇 杨恒鑫 石镨 张春玲 《应用光学》 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
TC4钛合金具有优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天领域起到越来越重要的作用。以有限元分析方法为基础,利用热传导方程对TC4钛合金圆盘温度场进行了数值计算。分析了脉冲激光加工金属材料的工... TC4钛合金具有优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天领域起到越来越重要的作用。以有限元分析方法为基础,利用热传导方程对TC4钛合金圆盘温度场进行了数值计算。分析了脉冲激光加工金属材料的工作特点,建立了符合实际加工特点的热模型,数值分析了TC4钛合金温度场随激光功率、光斑半径及激光脉宽的影响规律。研究结果表明:若使用中心激光波长为1 064 nm,激光功率为2 kW,光斑半径为2 mm,激光脉宽为8 ms,脉冲重复频率为1 kHz,尺寸直径为Φ5.0 cm,厚度为5 mm的TC4钛合金,其在50 ms间具有的峰值温升为1 209.80 K;在相同条件下,当光斑半径分别为1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、5 mm时,钛合金端面的最高热形变量为30.033μm。研究结果将为激光加工钛合金时准确设置激光加工参数提供理论依据。 展开更多
关键词 激光技术 tc4钛合金 脉冲激光 温度场
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碎钛料对TC4合金铸锭微观组织与力学性能的影响
10
作者 贺同正 吴敬玺 +3 位作者 罗国军 沈选金 唐丽英 陈玉勇 《钢铁钒钛》 北大核心 2025年第2期39-45,82,共8页
采用钛板切边、钛屑、钛坯切头及高纯原料制备了TC4合金铸锭,从成分、微观组织、硬度等方面系统分析了不同类型碎钛料对离心铸造技术的适用性。结果表明,四类铸锭中N、O、H等杂质元素的含量均符合GB/T6614−2014要求;但是,由于碎钛料在... 采用钛板切边、钛屑、钛坯切头及高纯原料制备了TC4合金铸锭,从成分、微观组织、硬度等方面系统分析了不同类型碎钛料对离心铸造技术的适用性。结果表明,四类铸锭中N、O、H等杂质元素的含量均符合GB/T6614−2014要求;但是,由于碎钛料在不同的热加工过程中会发生物理和化学变化,从而对合金凝固过程产生重要影响,使铸锭微观组织和性能存在一定差异。四类铸锭的硬度均满足GB/T6614−2014要求,这进一步证实了离心铸造技术可以较好地适用于碎钛料回收。热处理后,4^(#)合金的微观组织均匀化程度显著改善,异常组织区域完全消失。真空气淬工艺Ⅰ处理后试样的硬度值(HRC)最大,为32.5。 展开更多
关键词 碎钛料 tc4合金 微观组织 硬度 真空热处理
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固溶时效工艺下TC4钛合金锻件残余应力分析及其参数优化
11
作者 方秀荣 刘鑫乐 +2 位作者 刘军毅 徐慧慧 刘留 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期119-123,共5页
为改善固溶时效后TC4钛合金锻件残余应力的大小及分布,从而进一步提高锻件后续加工质量及其服役性能,首先建立了锻后固溶时效数值模型,并进行了实验验证,然后通过数值模拟分析了固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间对锻件残余应力... 为改善固溶时效后TC4钛合金锻件残余应力的大小及分布,从而进一步提高锻件后续加工质量及其服役性能,首先建立了锻后固溶时效数值模型,并进行了实验验证,然后通过数值模拟分析了固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间对锻件残余应力的影响规律,最后采用正交实验设计与极差分析法,确定了各工艺参数对锻件残余应力的影响程度,并得出最优工艺参数组。结果表明,随着固溶温度、时效温度以及时效时间的增加,可显著降低锻件中心部位的残余应力。此外,固溶温度对锻件残余应力的影响最为显著,其次是时效时间、时效温度、固溶时间,在固溶温度900℃、固溶时间80 min、时效温度500℃、时效时间8 h时锻件的残余应力最小,为生产实践提供合理依据。 展开更多
关键词 tc4钛合金锻件 固溶时效 残余应力 正交实验
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CeO_(2)添加量对激光熔覆Ni60A/TC4复合层质量的影响
12
作者 尹燕 赵奎安 +3 位作者 李辉 何明明 刘颖波 张瑞华 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期119-124,共6页
由于以往对添加CeO_(2)对TC4表面镍基/钛基熔覆层影响的研究较少,为解决TC4钛合金硬度低、耐磨性差的问题,通过同轴激光送粉熔覆技术在TC4表面制备了CeO_(2)/(70%Ni60A+30%TC4)复合熔覆层。利用光学显微镜和SEM对熔覆层组织形貌和晶粒... 由于以往对添加CeO_(2)对TC4表面镍基/钛基熔覆层影响的研究较少,为解决TC4钛合金硬度低、耐磨性差的问题,通过同轴激光送粉熔覆技术在TC4表面制备了CeO_(2)/(70%Ni60A+30%TC4)复合熔覆层。利用光学显微镜和SEM对熔覆层组织形貌和晶粒大小进行了分析对比,用XRD和EDS分析了熔覆层相组成。分析了CeO_(2)不同添加量对熔覆层成型质量和显微组织的影响。结果表明,CeO_(2)的加入抑制了熔覆层裂纹的产生,且添加量为0.3%时,熔覆层无裂纹,成型质量最好。CeO_(2)的添加并未改变熔覆层的基本相组成。随着添加量增加,熔覆层组织呈现先细化后又变粗大的规律,当添加量为0.3%时,组织最细小。熔覆层显微硬度明显高于基体,当添加量为0.3%时效果最显著,为883 HV左右,约为基材的3倍。 展开更多
关键词 激光熔覆 CeO_(2) tc4 NI60A TIC 微观组织
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火山灰条件下TC4平板冲蚀磨损规律研究
13
作者 杨晓军 李沛燃 +1 位作者 刘弋铭 柳笑寒 《航空动力学报》 北大核心 2025年第2期223-232,共10页
为了深入了解火山灰颗粒对TC4合金的冲蚀磨损规律,开展了火山灰颗粒不同速度、角度与浓度下的冲蚀磨损试验,基于试验数据拟合计算了适用于火山灰颗粒的E/CRC冲蚀模型参数,并建立数值仿真模型,验证了该冲蚀模型预测的准确性。结果表明:... 为了深入了解火山灰颗粒对TC4合金的冲蚀磨损规律,开展了火山灰颗粒不同速度、角度与浓度下的冲蚀磨损试验,基于试验数据拟合计算了适用于火山灰颗粒的E/CRC冲蚀模型参数,并建立数值仿真模型,验证了该冲蚀模型预测的准确性。结果表明:在控制单变量条件下,冲蚀率随火山灰颗粒运动速度增长而增大;随冲蚀角度增加先变大后减小,在30°左右达到最大冲蚀率;下料速率每分钟增加2 g,去除质量平均增加0.0123 g,而冲蚀率基本保持稳定。使用全新冲蚀模型仿真结果与试验结果比对较好,最大相对误差为9.475%,可以实现TC4合金受到火山灰颗粒冲蚀磨损的准确预测。 展开更多
关键词 tc4平板 火山灰 冲蚀率 颗粒速度 冲蚀角度 颗粒浓度
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TC4钛合金热拉伸变形行为及本构模型的建立
14
作者 刘大海 刘康 +2 位作者 杨亮 秦海 钱世伟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期104-112,共9页
目的综合分析变形温度、应变速率和微观组织对薄板TC4钛合金变形行为的影响机理;考虑温度与应变速率的影响,建立适用于宽温度范围、低应变速率(准静态)条件的本构模型。方法在温度为25~900℃、应变速率为0.00053 s^(−1)和温度为700~900... 目的综合分析变形温度、应变速率和微观组织对薄板TC4钛合金变形行为的影响机理;考虑温度与应变速率的影响,建立适用于宽温度范围、低应变速率(准静态)条件的本构模型。方法在温度为25~900℃、应变速率为0.00053 s^(−1)和温度为700~900℃、应变速率为0.00023~0.00080 s^(−1)的条件下,进行0.6 mm TC4钛合金单轴热拉伸试验。通过观察材料热拉伸变形后的微观组织变化情况,研究微观组织对热拉伸性能的影响。基于Hooke定律和Grosman方程建立此合金的本构模型。结果当温度由25℃升高到900℃时,屈服点应变由1.21%降低至0.52%。在700~900℃和0.00023~0.00080 s^(−1)条件下拉伸时,温度对材料的流变应力影响最大。通过分析微观组织形貌可知,原始TC4钛合金板材存在沿轧制方向分布的(α+β)组织。在700℃、0.00026 s^(−1)条件下拉伸时,得到细小均匀的等轴(α+β)组织;当温度上升至900℃时,得到较为粗大均匀的等轴(α+β)组织。结论当TC4钛合金在高温、低应变速率(准静态)条件下变形时,高温软化作用大于形变硬化作用,温度对合金流变应力的影响占主导地位,但应变速率对流变应力也有一定的影响,证明TC4钛合金为温度应变速率敏感型合金。在700℃、0.00026 s^(−1)条件下拉伸时,材料微观组织均匀细小,其综合力学性能相对最好。基于Hooke定律和Grosman方程建立此合金在700~900℃和0.00023~0.00080 s^(−1)条件下的本构模型,相关性系数R大于0.96,证明该模型能较好地描述TC4钛合金在宽温度范围、低应变速率(准静态)下的高温变形行为。 展开更多
关键词 tc4钛合金 热拉伸 力学性能 微观组织 本构模型 低应变速率
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适用于高温精冲的TC4钛合金本构模型及损伤模型
15
作者 刘艳雄 龚宇澄 +1 位作者 纪开盛 张涵 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期136-143,共8页
在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工... 在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工艺的损伤模型。研究结果表明:当应变速率增加时, TC4钛合金的塑性变形性能降低,抗拉性能和屈服性能得以提升;与实验结果相比,构建的本构模型和损伤模型误差均小于5%,可以用于预测高温下TC4精密冲裁的变形行为。 展开更多
关键词 tc4钛合金 精密冲裁 高温拉伸 本构模型 损伤模型
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Ag-Cu-Ti钎焊蓝宝石/中间层/TC4合金接头剪切性能 被引量：2
16
作者 刘全明 肖俊峰 +3 位作者 唐文书 高松 孙华为 龙伟民 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期55-61,共7页
陶瓷/金属钎焊连接面临钎料对陶瓷表面润湿性差和钎焊接头残余应力难缓解等问题,文中分析了Ag-Cu-Ti系活性钎料和中间层特性对蓝宝石/TC4合金钎焊接头剪切性能的影响.结果表明,随着Ti元素含量增加,Ag-Cu-Ti系钎料熔化温度升高,固液相线... 陶瓷/金属钎焊连接面临钎料对陶瓷表面润湿性差和钎焊接头残余应力难缓解等问题,文中分析了Ag-Cu-Ti系活性钎料和中间层特性对蓝宝石/TC4合金钎焊接头剪切性能的影响.结果表明,随着Ti元素含量增加,Ag-Cu-Ti系钎料熔化温度升高,固液相线温度区间相同.Ag-Cu-3Ti钎料熔化物相主要包括银基、钛基和晶体相等,晶体相主要包括CuTi,Cu_(3)Ti,CuO,TiO,Cu_(2)O,Ti_(2)O和TiAg等;蓝宝石与钎料之间形成致密冶金反应层,其组织主要由银基、铜基固溶体和多种稳定金属间化合物组成.采用Ag-Cu-3Ti钎料在870℃/20 min钎焊工艺下,添加0.2 mm 4J29片、铜片、钼片、钛纤维多孔材料、2 mm铜和钼片作中间层,钎焊蓝宝石/TC4合金接头剪切强度分别为26.74 MPa,15.20 MPa,15.78 MPa,3.11 MPa,23.73 MPa和30.49 MPa,蓝宝石/2 mm钼片/TC4合金钎焊接头剪切强度较理想. 展开更多
关键词 蓝宝石 tc4合金 AG-CU-TI钎料 中间层 剪切强度
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TC4合金腐蚀缺陷的非线性表面波检测方法 被引量：1
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作者 苏贤金 胡剑辉 +3 位作者 李少林 齐红宇 石多奇 杨晓光 《航空动力学报》 北大核心 2025年第3期345-353,共9页
针对航空发动机压气机叶片材料TC4合金的热腐蚀问题,提出了一种基于非线性表面波的无损检测方法。首先,通过数值模拟研究了不同缺陷尺寸的非线性超声表面波的传播行为,探讨了椭球缺陷尺寸与非线性系数之间的规律;然后,通过建立超声检测... 针对航空发动机压气机叶片材料TC4合金的热腐蚀问题,提出了一种基于非线性表面波的无损检测方法。首先,通过数值模拟研究了不同缺陷尺寸的非线性超声表面波的传播行为,探讨了椭球缺陷尺寸与非线性系数之间的规律;然后,通过建立超声检测探头楔块模型,研究了楔块特征尺寸对表面波转化效率的影响;最后,设计并搭建了非线性超声检测系统,对数值结果进行了试验验证。结果表明:检测探头楔块的长度和角度会影响表面波的转化效率;通过数值仿真和试验验证,发现在相同深宽比下腐蚀缺陷尺寸与非线性系数呈负相关,说明可以用非线性超声系数表征材料的腐蚀损伤程度。 展开更多
关键词 热腐蚀 点蚀坑 tc4合金 表面波 非线性系数 COMSOL 楔块
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超高真空环境下TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷的出气性能研究 被引量：1
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作者 焦纪强 蒙峻 +5 位作者 谢文君 刘建龙 魏宁斐 罗成 郭方准 王润成 《材料导报》 北大核心 2025年第1期281-285,共5页
内衬超薄壁真空腔体是离子加速器真空系统的核心元件,为了获得超高真空环境,对内衬材料的出气性能有较高要求。基于新型双通道出气率实验装置,完成了TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷在常温抽气、不同烘烤温度及烘烤结束后不同温度下的出气率实验... 内衬超薄壁真空腔体是离子加速器真空系统的核心元件,为了获得超高真空环境,对内衬材料的出气性能有较高要求。基于新型双通道出气率实验装置,完成了TC4钛合金和ZrO_(2)陶瓷在常温抽气、不同烘烤温度及烘烤结束后不同温度下的出气率实验;通过数值拟合方法获得了材料在不同加热温度下的出气率表达式;搭建了钛合金内衬超薄壁真空腔体压力实验装置,通过实验和仿真对比分析了不同工况下的压力分布。结果表明,烘烤温度越高,最终出气率越低,250℃烘烤时出气率较150℃时降低了约21%。经过高温烘烤后,当材料温度从50℃升高至210℃时,两种材料的出气率呈指数增加趋势,但钛合金的出气率低于陶瓷的出气率。常温抽气和烘烤过程中真空腔体压力梯度较小,对其进行升温时中间位置压力变化幅度较大,当温度为100℃,中间位置压力从初始值1.41×10^(-9)Pa升高至4.51×10^(-9)Pa;压力仿真结果和实验结果一致,平均相对偏差为6.86%。以上结果填补了钛合金和陶瓷出气率数据库,能够预测及评估真空腔体不同工况下的极限压力,为超高、极高真空获取提供数据支撑。 展开更多
关键词 离子加速器 超高真空 tc4钛合金 ZrO_(2)陶瓷 出气率 压力分布
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TC4特钛合金轮盘内部残余应力测试方法对比研究 被引量：1
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作者 陈传勇 何悦 +2 位作者 宣海军 李果 刘扬 《热加工工艺》 北大核心 2025年第15期51-58,共8页
航空发动机钛合金轮盘作为冷端限寿件,其内部残余应力是影响服役期失效概率的关键因素之一。为研究钛合金轮盘内部残余应力及测试方法准确性,设计了等温锻造TC4特钛合金轮盘,淬火热处理后分别采用超声法、深孔法和轮廓法依次开展盘件内... 航空发动机钛合金轮盘作为冷端限寿件,其内部残余应力是影响服役期失效概率的关键因素之一。为研究钛合金轮盘内部残余应力及测试方法准确性,设计了等温锻造TC4特钛合金轮盘,淬火热处理后分别采用超声法、深孔法和轮廓法依次开展盘件内部残余应力测试,对比分析了这3种方法测试轮盘内部残余应力分布规律。结果表明:等温锻造TC4特钛合金轮盘淬火后中心部位拉伸残余应力可达47 MPa;轮廓法能获得轮盘子午截面二维周向残余应力云图,具有较好的稳定性和准确性;深孔法测试分散性较大,且存在边缘效应,与轮廓法最大差值为20~30 MPa;超声法声速极差能综合反映轮盘整体残余应力大小,但受轮盘侧壁影响较大,与轮廓法最大误差可达36.9%;消除侧壁影响后,超声法能更好反映轮盘周向残余应力分布,与轮廓法最大误差仅6.5%。 展开更多
关键词 tc4特钛合金 轮盘 内部残余应力 超声法 深孔法 轮廓法
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TC4钛合金跨相区连续热压缩α相组织演变规律及织构形成机理 被引量：2
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作者 赵焯雅 孟令健 +1 位作者 林鹏 曹晓卿 《金属学报》 北大核心 2025年第5期717-730,共14页
为探究TC4钛合金在不同热压缩变形条件下的微观组织演变及织构形成机理,进而达到调控织构和弱化“宏区”的目的,本工作通过热压缩实验、OM、EBSD及高温β相组织重构技术研究了TC4钛合金在α+β相区、β相区以及跨相区连续热压缩后α相... 为探究TC4钛合金在不同热压缩变形条件下的微观组织演变及织构形成机理,进而达到调控织构和弱化“宏区”的目的,本工作通过热压缩实验、OM、EBSD及高温β相组织重构技术研究了TC4钛合金在α+β相区、β相区以及跨相区连续热压缩后α相微观组织及织构的演变规律。结果表明,试样在α+β相区压缩后主要由等轴α相组成,变形时{1010}<1120>柱面滑移系开动导致α相首先转动至{1120}//FD取向(FD为压缩方向);随形变量和形变速率增加,α晶粒逐渐转动至{1010}//FD取向。在β相区保温或压缩后的冷却过程中主要形成具有{1010}//FD相变织构的片层α相;在β相区施加30%的变形后β晶粒转动至{001}//FD取向,β相{001}//FD织构的增强促进了冷却过程中α相{1010}//FD相变织构的形成;随β相区形变量和形变速率增加,动态再结晶被促进,β晶粒尺寸减小,相变生成的片层α相晶粒尺寸也明显减小,且晶粒取向分散,因此α相{1010}//FD织构强度也相应降低。在跨相区连续热压缩后主要形成{1010}//FD织构,柱面滑移对织构的形成起主要作用。当试样以0.01 s^(-1)的形变速率分别在β相区和α+β相区压缩30%时,相变析出的α晶粒首先转动至{1120}//FD取向,因此抑制了{1010}//FD织构的形成;而随着α+β相区形变量增加,晶粒取向进一步转向{1010}//FD取向,因此{1010}//FD织构强度增加;对于在β相区保温(未变形)后降温至α+β相区以0.01 s^(-1)的形变速率压缩60%的试样,其α相动态析出过程中的变体选择较弱,且α+β相区较大的形变量在一定程度上促进了α相的动态再结晶,因此其具有最弱的α相{1010}//FD织构;当形变速率为0.05 s^(-1)时,较大的形变量会导致α相发生动态再结晶,同样达到弱化{1010}//FD织构的效果。因此,采用跨相区连续热压缩工艺可以获得弱织构片层组织的钛合金。随后对试样在室温(约20℃)下进行了力学性能测试,在1020℃、5 min(未变形)+920℃、60%、0.01 s^(-1)条件下变形的试样整体织构最弱,且α相晶粒尺寸较小,抵抗裂纹萌生和扩展的能力较强,因此具有最高的延伸率。 展开更多
关键词 tc4钛合金 跨相区连续热压缩 织构演变 柱面滑移系
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