钛和钛合金的热处理工艺 湖南大学在传统金属材料-钛合金热加工中的相变行为研究取得进展

钛合金具有比强度高、耐蚀和耐热性好等优点，成为航空航天及交通运输等领域重要的轻量化结构材料，两相钛合金热加工过程中相变行为严重影响到合金的加工和服役性能，成为本领域研究的热点。

近日，湖南大学张辉教授团队与加拿大麦吉尔大学（McGill University）John J. Jonas教授团队合作，在钛合金热加工过程中的相变行为研究方面取得系列新进展，增加了人们对钛合金热加工过程相变的科学新认知，对于优化钛合金热加工工艺具有重要的指导作用。

图1初生α晶粒尺寸对流变应力及热变形过程中动态相变行为的影响

图2相重构法研究动态相变机理。

研究人员首次发现钛合金热变形过程中，含有较粗大初生α相的合金中有更多较硬α相动态转变为β相，甚至在应变为1.2时所有α相完全转变为β相，从而出现更加明显的流变软化现象。通过结合热力学及相重构法分析，发现与周围β相存在良好Burgers位相关系的初生α相更容易在热变形过程中发生动态相变。该成果以湖南大学材料科学与工程学院为第一单位，博士研究生季显坤为第一作者，张辉教授为通讯作者发表在《Journal of Materials Science & Technology》 (IF=5.04），题目为“Accelerated flow softening and dynamic transformation of Ti-6Al-4V alloy in two-phase region during hot deformation via coarsening α grain”。

链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.08.005

图3钛合金双道次热变形过程保温阶段亚动态相变及其逆相变。

图4钛合金两相区热变形后短暂保温期间形成的魏式体淬火后TEM组织。

另外，研究人员还首次发现钛合金多道次热加工过程中，在道次停留保温初期先发生α相向β相转变的亚动态相变，而后在保温后期发生逆相变。亚动态相变是一种偏离平衡态的过程，研究人员从热力学角度对该现象做出解释。同时通过透射电子显微镜发现，在动态相变结束后短暂停留时间内形成的魏式体在淬火后，α板条与α′板条之间为共格界面。该成果以湖南大学材料科学与工程学院为第一单位，博士研究生季显坤为第一作者，张辉教授为通讯作者发表在《Materials & Design》（IF=5.77），题目为“Post-dynamic α to β phase transformation and reverse transformation of Ti-5Al-3V alloy after hot deformation in two phase region”。

链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108466

来源 湖南大学材料学院