Haynes230高温合金的静态再结晶动力学 被引量：25

1

作者 彭聪辉 常辉 +3 位作者 胡锐 樊江昆 柏广海 傅恒志 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期8-12,共5页

研究了冷轧Haynes230高温合金的静态再结晶行为及其动力学。结果表明:冷轧变形后,合金在1100～1150℃进行退火处理,可获得均匀、细小的等轴晶,再结晶晶粒体积分数与退火时间的关系可用JMAK方程进行描述。计算得到,随着冷轧变形量的增加... 研究了冷轧Haynes230高温合金的静态再结晶行为及其动力学。结果表明:冷轧变形后,合金在1100～1150℃进行退火处理,可获得均匀、细小的等轴晶,再结晶晶粒体积分数与退火时间的关系可用JMAK方程进行描述。计算得到,随着冷轧变形量的增加,再结晶激活能逐渐减小,其范围为402.50～318.35 kJ/mol;随着温度的升高,再结晶完成时间急剧缩短,其范围为74.51～5.43min,温度对再结晶速率具有显著影响;最终获得Haynes230高温合金再结晶动力学曲线,该曲线可为Haynes230高温合金的组织细化提供理论指导。 展开更多

关键词 Haynes230 静态再结晶 动力学 退火 激活能

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新型近β钛合金Ti-7333的高温不连续屈服行为（英文） 被引量：8

2

作者 樊江昆 寇宏超 +3 位作者 赖敏杰 唐斌 常辉 李金山 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期808-812,共5页

对一种新型近β钛合金Ti-7333在温度为770～845℃，应变速率为10-3～1s-1条件下的高温不连续屈服行为进行了研究。结果表明：在试验温度范围内，当应变速率大于10-2S-1时，Ti-7333合金高温变形过程中会出现不连续屈服现象。该合金的不... 对一种新型近β钛合金Ti-7333在温度为770～845℃，应变速率为10-3～1s-1条件下的高温不连续屈服行为进行了研究。结果表明：在试验温度范围内，当应变速率大于10-2S-1时，Ti-7333合金高温变形过程中会出现不连续屈服现象。该合金的不连续屈服幅度随着应变速率的减小和温度的升高而逐渐增大，而且屈服的幅度对应变速率较温度更为敏感。通过对不连续屈服现象的显微组织观察可知，这是由于随着应变的增大，在晶界处生成的可动位错在塑性变形中向晶粒内部扩展传播所导致，晶界是这些可动位错的位错源。不连续屈服现象与位错源局部位错攀移开动传播、晶界迁移以及（或者）合金元素固溶重排过程有关。 展开更多

关键词 Ti-7333 近Β钛合金 不连续屈服 高温 应变速率 位错

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Ti-7333合金β锻动态再结晶行为 被引量：6

3

作者 樊江昆 寇宏超 +2 位作者 唐斌 常辉 李金山 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期44-48,共5页

利用Gleeble3800热模拟试验机研究了在温度870～970℃和应变速率ε'0.001～10s-1范围内,近β钛合金Ti-7333β锻热变形的组织演化规律及动态再结晶行为。实验结果表明,Ti-7333钛合金在温度较高、应变速率较低的情况下变形时,表现出... 利用Gleeble3800热模拟试验机研究了在温度870～970℃和应变速率ε'0.001～10s-1范围内,近β钛合金Ti-7333β锻热变形的组织演化规律及动态再结晶行为。实验结果表明,Ti-7333钛合金在温度较高、应变速率较低的情况下变形时,表现出典型的动态再结晶行为,动态再结晶晶粒尺寸和再结晶体积分数均随变形温度升高和应变速率降低而增大,而应变速率对再结晶晶粒尺寸的影响较显著。在应变速率较高(>0.1s-1)且变形温度较低(<870℃)时,晶粒严重变形拉长,但动态再结晶将很难发生。因子Z决定着动态再结晶晶粒尺寸,二者之间为幂指数关系。通过回归分析方法得出动态再结晶晶粒尺寸的数学表达式为:lnDr=8.50949-0.31411lnZ。采用该表达式可以对一定变形条件的动态再结晶晶粒尺寸进行精确预测,从而为Ti-7333钛合金热变形条件下的组织控制提供可靠依据。不适当的热变形工艺会造成组织粗大或者不均匀,进而使材料性能恶化。因此,应该从材料组织均匀性和晶粒细化角度选择最佳的热变形参数。 展开更多

关键词 近Β钛合金 Ti-7333 β锻 动态再结晶 晶粒尺寸

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TC21钛合金固溶时效处理对合金强韧化性能的影响

4

作者 米磊 张晨辉 +3 位作者 何忝锜 和蓉 樊江昆 薛祥义 《铸造技术》 CAS 2023年第10期929-934,共6页

本文研究了TC21钛合金经两相区固溶处理快速冷却后,合金显微组织、室温拉伸性能及室温冲击性能随时效制度的变化规律。研究表明,TC21钛合金在两相区进行固溶处理时快速冷却后,随着时效时间的延长,合金组织中初生α相尺寸增大,但抗拉强... 本文研究了TC21钛合金经两相区固溶处理快速冷却后,合金显微组织、室温拉伸性能及室温冲击性能随时效制度的变化规律。研究表明,TC21钛合金在两相区进行固溶处理时快速冷却后,随着时效时间的延长,合金组织中初生α相尺寸增大,但抗拉强度有所下降,塑性变化不明显。随着时效温度的升高,合金组织中的初生α相尺寸增大,合金的强度明显下降,塑性提高。TC21钛合金在两相区固溶处理快速冷却下,通过900℃保温120 min、水冷(WC),600℃保温360 min、空冷(AC)的热处理工艺,可使合金具有最佳的强度和塑性匹配。 展开更多

关键词 TC21钛合金 热处理 拉伸性能 断裂韧性

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钛合金板材制备技术的现状及展望(下)——中厚板制备技术

5

作者 张智鑫 唐斌 +4 位作者 李瑞锋 樊江昆 彭程 刘川 李金山 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第16期14-28,共15页

梳理了钛合金中厚板制备技术的概况,整理了不同组织类型(等轴、全片层、网篮组织)钛合金中厚板轧制成形过程的控制要点,分析了钛合金中厚板制备技术的现状及问题,并给出了解决方案。通过梳理近α钛合金、α?+β钛合金和β钛合金的制备工... 梳理了钛合金中厚板制备技术的概况,整理了不同组织类型(等轴、全片层、网篮组织)钛合金中厚板轧制成形过程的控制要点,分析了钛合金中厚板制备技术的现状及问题,并给出了解决方案。通过梳理近α钛合金、α?+β钛合金和β钛合金的制备工艺,分析板材轧制过程的显微组织和织构特征,对比不同组织类型板材的力学性能,提出了钛合金中厚板析出相、组织、织构及性能的调控方法,阐明了钛合金中厚板制备技术的关键控制要点,剖析了钛合金中厚板产品的现存问题,包括翘曲度问题、残余应力大、超声探伤水平不稳定性等,并给出了具体解决方案。最后,展望了国内钛合金板材制备技术的3项研究重点和2个发展方向,旨在推进钛合金板材关键产品的特种制造和常规产品的标准化作业水平。 展开更多

关键词 钛合金 中厚板轧制工艺 显微组织 织构 力学性能

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钛合金板材制备技术的现状及展望(上)——薄板制备技术 被引量：1

6

作者 张智鑫 樊江昆 +3 位作者 李瑞锋 唐斌 王俭 李金山 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第10期22-33,共12页

钛合金板材类产品在航空、航天、海洋、船舶等国防领域有着广泛的应用,其制备技术多年来不断突破、完善,但并未完全成熟。本文梳理了钛合金板材制备技术的概况,介绍了板材轧制成形的工艺方法,重点分析了钛合金薄板制备技术的现状及问题... 钛合金板材类产品在航空、航天、海洋、船舶等国防领域有着广泛的应用,其制备技术多年来不断突破、完善,但并未完全成熟。本文梳理了钛合金板材制备技术的概况,介绍了板材轧制成形的工艺方法,重点分析了钛合金薄板制备技术的现状及问题。通过梳理冷轧和包套叠轧两种制备钛合金薄板的工艺技术,对比了不同钛合金类型(α钛合金、α+β钛合金和β钛合金)的制备工艺和显微组织特征,阐明了钛合金薄板制备技术的关键控制要点,剖析了钛合金薄板产品的现存问题并提出了具体解决方案。最后,展望了国内钛合金薄板制备技术的研究重点和未来发展方向。 展开更多

关键词 钛合金 薄板制备技术 轧制 组织演变 力学性能

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TC21钛合金深筒件锻造成形过程数值模拟 被引量：2

7

作者 米磊 何忝锜 +3 位作者 和蓉 田军强 樊江昆 薛祥义 《铸造技术》 CAS 2022年第7期537-540,共4页

采用有限元数值模拟,研究了变形速度、变形温度对TC21钛合金锻造过程中筒内各特征点的温度、等效应变与等效应力的影响。结果表明,随着变形速度及变形温度的提高,深筒件内部的等效应变先增加后减小,而等效应力总体呈现先减小、后大幅提... 采用有限元数值模拟,研究了变形速度、变形温度对TC21钛合金锻造过程中筒内各特征点的温度、等效应变与等效应力的影响。结果表明,随着变形速度及变形温度的提高,深筒件内部的等效应变先增加后减小,而等效应力总体呈现先减小、后大幅提高的趋势;当采用变形温度为945℃、变形速度为10 mm/s的工艺参数时,深筒件的可锻性能最佳。 展开更多

关键词 TC21钛合金 深筒件 锻造成形 数值模拟

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数据驱动的航空发动机材料设计研究进展 被引量：3

8

作者 袁睿豪 廖玮杰 +4 位作者 唐斌 樊江昆 王军 寇宏超 李金山 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第18期22-30,共9页

数据驱动的材料设计模式已经广泛应用于材料科学研究中,以加速新材料从研发到应用的进程。机器学习技术能够挖掘数据中存在的潜在模式或规律,是数据驱动材料设计模式的研究关键和热点。其中,基于主动学习的策略已经成功指导了多种新材... 数据驱动的材料设计模式已经广泛应用于材料科学研究中,以加速新材料从研发到应用的进程。机器学习技术能够挖掘数据中存在的潜在模式或规律,是数据驱动材料设计模式的研究关键和热点。其中,基于主动学习的策略已经成功指导了多种新材料的开发。首先,介绍了主动学习的研究思路、构成要素及每个环节常用的方法;其次,以航空发动机材料如高温合金、钛基合金、复合材料、热障涂层等为例,介绍了机器学习在其中的具体应用和取得的效果;最后,针对航空发动机材料的恶劣服役环境,展望了机器学习应用于航空发动机材料面临的挑战,并提出了可能的解决方案。 展开更多

关键词 材料基因工程 机器学习 主动学习 航空发动机材料 高温合金

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蠕变断裂寿命预测方法研究进展 被引量：1

9

作者 周长璐 廖玮杰 +3 位作者 唐斌 樊江昆 张平祥 袁睿豪 《铸造技术》 CAS 2022年第4期245-252,共8页

蠕变断裂指材料在恒定应力下连续变形,直至断裂失效,是合金中常见的高温机械故障之一。蠕变寿命决定了材料的有效服役时间,预测材料的蠕变寿命至关重要。综述了蠕变断裂寿命的预测方法,包括传统的基于理论计算、利用声发射技术,以及最... 蠕变断裂指材料在恒定应力下连续变形,直至断裂失效,是合金中常见的高温机械故障之一。蠕变寿命决定了材料的有效服役时间,预测材料的蠕变寿命至关重要。综述了蠕变断裂寿命的预测方法,包括传统的基于理论计算、利用声发射技术,以及最近采用的信息学工具,如机器学习方法,并讨论了上述方法的优势和存在的问题。针对可能存在的问题,从数据科学的角度出发,展望了可用于蠕变寿命预测的新方法和新技术。 展开更多

关键词 金属结构材料 蠕变 机器学习 寿命预测

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新型近β钛合金Ti-7333高温变形行为研究 被引量：1

10

作者 程亮 常辉 +3 位作者 樊江昆 唐斌 寇宏超 李金山 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2013年第1期22-25,40,共5页

对新型近β钛合金Ti-7333进行等温压缩试验,并对合金的流变行为进行研究。研究结果表明:Ti-7333的流变应力对变形参数的变化十分敏感,随着温度的升高和应变速率的下降,流变应力显著减小;合金的变形以动态回复为主,动态再结晶为辅。基于M... 对新型近β钛合金Ti-7333进行等温压缩试验,并对合金的流变行为进行研究。研究结果表明:Ti-7333的流变应力对变形参数的变化十分敏感,随着温度的升高和应变速率的下降,流变应力显著减小;合金的变形以动态回复为主,动态再结晶为辅。基于Mecking和Bergstrom提出的合金热变形过程中的位错密度演变模型建立了Ti-7333合金的本构模型,准确地描述了合金热变形过程中的流变应力,并且模型中参数数量较少,便于应用。 展开更多

关键词 钛合金 热变形 流变应力 动态回复 动态再结晶 本构模型

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高强亚稳β钛合金变形机制及其组织调控方法 被引量：9

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作者 李金山 唐斌 +5 位作者 樊江昆 王川云 花珂 张梦琪 戴锦华 寇宏超 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1438-1454,共17页

亚稳β钛合金具有密度低、比强度高以及成形能力好等优异的综合特征,已经在对强韧性要求极高的航空航天结构件上获得应用,用以替代传统的高强度钢,实现显著的结构减重的同时大幅度提升飞行器性能。热成形技术与热处理工艺相结合是制备... 亚稳β钛合金具有密度低、比强度高以及成形能力好等优异的综合特征,已经在对强韧性要求极高的航空航天结构件上获得应用,用以替代传统的高强度钢,实现显著的结构减重的同时大幅度提升飞行器性能。热成形技术与热处理工艺相结合是制备高强亚稳β钛合金结构件的主要手段,而制定优化工艺的前提是对合金的变形机制形成完整的认识,进而实现合金构件的组织-性能一体化调控。同时,明晰高强亚稳β钛合金的变形机制与宏观力学性能间的关系也有助于进一步研发新型合金,满足飞行器对更高性能材料的需求。因此,本文围绕高强亚稳β钛合金变形机制及其组织调控方法,首先概述了合金的室温塑性变形机制研究进展,阐述了β基体稳定性的影响因素及其相应的变形机制演变规律,分析了α析出相的特征对位错运动的综合影响,以及由此所造成的力学性能表现。然后,总结了高强亚稳β钛合金的热变形行为与机制,分析了合金在不同相区以及不同变形阶段所对应的组织演变规律和变形机制,探讨了合金在热变形过程中的加工硬化与流变软化行为。最后,简述了高强亚稳β钛合金组织调控过程中动态回复/动态再结晶与动态相变的复杂交互作用,论述了多尺度计算模型在合金组织与性能预测方面的研究现状与发展趋势。 展开更多

关键词 亚稳Β钛合金 变形机制 组织调控 再结晶 相变

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α+β固溶处理对Ti65合金薄板的影响:硅化物析出、力学行为和新型{1011}孪晶系 被引量：2

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作者 赵鼎 樊江昆 +6 位作者 张智鑫 王璟 王清江 陈志勇 唐斌 寇宏超 李金山 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期1098-1113,共16页

为应对航空领域对轻质和优异高温性能钛合金部件的迫切需求,对经不同热处理的新型高温钛合金Ti65合金薄板的显微组织演变、硅化物析出和力学行为进行系统研究。结果表明:在固溶空冷后的合金中析出亚微米级硅化物(Ti,Zr)_(6)Si_(3),导致... 为应对航空领域对轻质和优异高温性能钛合金部件的迫切需求,对经不同热处理的新型高温钛合金Ti65合金薄板的显微组织演变、硅化物析出和力学行为进行系统研究。结果表明:在固溶空冷后的合金中析出亚微米级硅化物(Ti,Zr)_(6)Si_(3),导致拉伸性能变差和剧烈波动。在950℃固溶炉冷后的合金中发现穿晶界(Ti,Zr)_(5)Si_(3)和近晶界(Ti,Zr)_(6)Si_(3)硅化物的共存。当固溶温度升高至1010℃时,(Ti,Zr)_(3)Si硅化物在位错附件出现。薄板固有尺寸效应与硅化物析出的协同效应导致拉伸性能的明显波动,塑性显著下降,甚至发生脆性断裂。硅化物析出受低温固溶处理的保温时间的影响较弱。此外,在990℃热轧获得的薄板中观察到新型{1011}孪晶,其轴角对为65°<8443>,仅存在于粗大的基面织构α晶粒中。 展开更多

关键词 钛合金 薄板 硅化物 力学性能 尺寸效应 孪晶

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单晶高温合金热腐蚀行为及其改善方法研究现状

13

作者 李佳煜 樊江昆 +4 位作者 宋岳林 杨洪赐 袁睿豪 寇宏超 李金山 《铸造技术》 CAS 2022年第10期841-855,共15页

单晶高温合金是制造航空发动机及燃气轮机热端涡轮叶片的重要材料,然而单晶叶片工作环境中腐蚀性燃气的存在严重影响了其服役寿命。本文围绕单晶高温合金的热腐蚀行为回顾了近年来镍基单晶高温合金的发展历程,针对单晶高温合金的典型应... 单晶高温合金是制造航空发动机及燃气轮机热端涡轮叶片的重要材料,然而单晶叶片工作环境中腐蚀性燃气的存在严重影响了其服役寿命。本文围绕单晶高温合金的热腐蚀行为回顾了近年来镍基单晶高温合金的发展历程,针对单晶高温合金的典型应用和真实服役条件,介绍了高温熔盐热腐蚀机理模型、应力腐蚀与热腐蚀疲劳,以及热腐蚀行为的取向各向异性。从成分调控、稀土元素添加、防腐涂层和表面改性技术等4个方面介绍了单晶高温合金抗热腐蚀性能的改善方法。最后,根据对现有研究成果的分析,总结了单晶高温合金热腐蚀研究面临的挑战,提出了未来单晶高温合金热腐蚀行为领域可能的研究方向。 展开更多

关键词 单晶高温合金 热腐蚀 服役性能 改善方法

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热力耦合作用下钛合金动态相变行为研究进展 被引量：1

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作者 樊江昆 赖敏杰 +2 位作者 唐斌 寇宏超 李金山 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期25-44,共20页

变形和相变是钛合金材料研究的两大主题。钛合金通常需要进行一系列复杂的热机械处理,以获得与服役性能相对应的微观组织,其热变形行为是典型的热力耦合作用过程,变形和相变可能同时发生,并相互影响,是目前的研究热点之一。然而,由于热... 变形和相变是钛合金材料研究的两大主题。钛合金通常需要进行一系列复杂的热机械处理,以获得与服役性能相对应的微观组织,其热变形行为是典型的热力耦合作用过程,变形和相变可能同时发生,并相互影响,是目前的研究热点之一。然而,由于热变形过程中不可避免地存在动态回复/再结晶、组织破碎/球化、大量变形缺陷、变形织构以及应力诱发相变等演化行为,加上热力耦合作用下相变动力学特征和变体选择晶体学机制的改变,直接导致钛合金热变形过程中的动态相变行为变得极为复杂,深入揭示其演变规律也变得相当困难。本文针对钛合金热变形过程中的动态相变行为,总结了钛合金变形及相变的主要特征和规律,重点从析出相形貌特征、变体选择机制和相变动力学特征三个方面介绍了钛合金热力耦合作用下动态相变规律的研究进展,并对其研究发展趋势进行了总结和展望。 展开更多

关键词 钛合金 热力耦合 变形 相变 变体选择

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