TiAl/Ti合金層狀復(fù)合材料的制備及組織性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-11 06:26
TiAl合金具有眾多優(yōu)異的綜合性能,如密度低、高強(qiáng)度及良好的抗氧化性等特點(diǎn),成為航天航空領(lǐng)域中具有極大應(yīng)用前景的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料,但作為金屬間化合物的TiAl合金具有本質(zhì)脆性,其室溫塑性低、室溫韌性低等特點(diǎn)制約了TiAl合金的廣泛應(yīng)用。純Ti和Ti-6Al-4V合金的室溫塑性和韌性較好,在TiAl合金中引入純Ti和Ti-6Al-4V合金有望提升TiAl合金的室溫韌性。本文以鍛態(tài)Ti-43Al-9V-0.3Y合金、純Ti和Ti-6Al-4V合金為原料,采用真空熱壓法制備了Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti和Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料,隨后對Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料進(jìn)行多步熱處理。研究分析了層狀復(fù)合材料的相組成,顯微組織結(jié)構(gòu)以及界面區(qū)域的顯微組織,探究了層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能。采用真空熱壓法,在工藝條件為(1000℃-1100℃)/30MPa/3h下制備Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti和Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti和Ti-43Al-9V...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 TiAl合金基本性質(zhì)
1.2.1 TiAl二元合金相圖
1.2.2 TiAl合金典型的顯微組織
1.3 層狀復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 自蔓延高溫合成
1.3.2 爆炸復(fù)合法
1.3.3 軋制復(fù)合法
1.3.4 放電等離子燒結(jié)法
1.3.5 熱壓擴(kuò)散復(fù)合法
1.4 層狀復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.4.1 層狀復(fù)合材料的國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 層狀復(fù)合材料的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
2.1 研究方案
2.2 TiAl/Ti合金層狀復(fù)合材料的制備
2.2.1 薄板制備
2.2.2 真空熱壓
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 材料的顯微組織及物相分析
2.3.2 材料的力學(xué)性能測試
第3章 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 TiAl合金和純鈦的顯微組織
3.3 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料界面區(qū)域顯微組織結(jié)構(gòu)分析
3.3.1 復(fù)合材料的微觀層狀結(jié)構(gòu)
3.3.2 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
3.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的顯微組織和顯微硬度分析
3.4 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的相組成分析
3.5 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.5.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
3.5.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
3.5.3 室溫拉伸性能測試與分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 Ti-6Al-4V合金的顯微組織
4.3 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料界面區(qū)域顯微組織結(jié)構(gòu)分析
4.3.1 復(fù)合材料的微觀層狀結(jié)構(gòu)
4.3.2 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
4.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的顯微組織和顯微硬度分析
4.4 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的相組成分析
4.5 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.5.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
4.5.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
4.5.3 室溫拉伸性能測試與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
5.1 引言
5.2 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料熱處理工藝研究
5.2.1 TiAl合金熱處理工藝研究
5.2.2 Ti-6Al-4V合金熱處理工藝研究
5.3 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織結(jié)構(gòu)分析
5.3.1 復(fù)合材料微觀層狀結(jié)構(gòu)
5.3.2 TiAl合金和Ti-6Al-4V合金的微觀組織
5.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
5.4 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
5.4.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
5.4.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TiAl/Ti3Al超薄多層復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[J]. 申造宇,何利民,黃光宏,牟仁德,顧金旺,劉維眾. 金屬學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[3]放電等離子燒結(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 王松,謝明,張吉明,楊有才,劉滿門,陳永泰,王塞北. 貴金屬. 2012(03)
[4]熱壓法制備鎂鋁復(fù)合板的層界面組織與性能研究[J]. 朱波,梁偉,李線絨. 熱加工工藝. 2011(16)
[5]箔-箔法制備微疊層Ti-Al系金屬間化合物基合金板材[J]. 孫彥波,趙業(yè)青,張迪,馬朝利. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[6]γ-TiA1/TC4復(fù)合板材的制備及組織性能研究[J]. 孔凡濤,陳玉勇. 稀有金屬材料與工程. 2009(08)
[7]爆炸焊接法制備金屬復(fù)合材料的研究[J]. 龔深,李周,肖柱,唐寧. 材料導(dǎo)報(bào). 2007(S3)
[8]Al2O3/Ti3SiC2層狀復(fù)合材料的制備與性能[J]. 昝青峰,汪長安,黃勇,李翠偉,趙世柯. 材料工程. 2003(09)
[9]TiAl合金設(shè)計(jì)與成形方法[J]. 彭超群,黃伯云,賀躍輝. 粉末冶金技術(shù). 2001(05)
[10]Nb-TiAl金屬間化合物研究現(xiàn)狀[J]. 閆蘊(yùn)琪,王文生,張振祺,羅國珍,周廉. 材料導(dǎo)報(bào). 2000(07)
博士論文
[1]仿珍珠貝Al合金/SiC層狀復(fù)合材料的制備、組織與性能[D]. 阿拉騰沙嘎.吉林大學(xué) 2016
[2]軋制及反應(yīng)退火制備微疊層TiB2-TiAl復(fù)合材料板組織與性能[D]. 崔喜平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復(fù)合材料組織性能研究[D]. 孫巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]熱壓軋制、熱擴(kuò)散對PtTi0.5Zr0.2/Ti疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 范曄.云南大學(xué) 2015
本文編號:2910053
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 TiAl合金基本性質(zhì)
1.2.1 TiAl二元合金相圖
1.2.2 TiAl合金典型的顯微組織
1.3 層狀復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 自蔓延高溫合成
1.3.2 爆炸復(fù)合法
1.3.3 軋制復(fù)合法
1.3.4 放電等離子燒結(jié)法
1.3.5 熱壓擴(kuò)散復(fù)合法
1.4 層狀復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.4.1 層狀復(fù)合材料的國外研究現(xiàn)狀
1.4.2 層狀復(fù)合材料的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
2.1 研究方案
2.2 TiAl/Ti合金層狀復(fù)合材料的制備
2.2.1 薄板制備
2.2.2 真空熱壓
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 材料的顯微組織及物相分析
2.3.2 材料的力學(xué)性能測試
第3章 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 TiAl合金和純鈦的顯微組織
3.3 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料界面區(qū)域顯微組織結(jié)構(gòu)分析
3.3.1 復(fù)合材料的微觀層狀結(jié)構(gòu)
3.3.2 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
3.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的顯微組織和顯微硬度分析
3.4 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的相組成分析
3.5 TiAl/Ti層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.5.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
3.5.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
3.5.3 室溫拉伸性能測試與分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 Ti-6Al-4V合金的顯微組織
4.3 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料界面區(qū)域顯微組織結(jié)構(gòu)分析
4.3.1 復(fù)合材料的微觀層狀結(jié)構(gòu)
4.3.2 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
4.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的顯微組織和顯微硬度分析
4.4 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的相組成分析
4.5 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.5.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
4.5.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
4.5.3 室溫拉伸性能測試與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能
5.1 引言
5.2 TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料熱處理工藝研究
5.2.1 TiAl合金熱處理工藝研究
5.2.2 Ti-6Al-4V合金熱處理工藝研究
5.3 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的顯微組織結(jié)構(gòu)分析
5.3.1 復(fù)合材料微觀層狀結(jié)構(gòu)
5.3.2 TiAl合金和Ti-6Al-4V合金的微觀組織
5.3.3 復(fù)合材料界面區(qū)域的成分分析
5.4 熱處理態(tài)TiAl/Ti-6Al-4V層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能
5.4.1 室溫三點(diǎn)彎曲性能測試與分析
5.4.2 室溫?cái)嗔秧g性測試與分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TiAl/Ti3Al超薄多層復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[J]. 申造宇,何利民,黃光宏,牟仁德,顧金旺,劉維眾. 金屬學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[3]放電等離子燒結(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 王松,謝明,張吉明,楊有才,劉滿門,陳永泰,王塞北. 貴金屬. 2012(03)
[4]熱壓法制備鎂鋁復(fù)合板的層界面組織與性能研究[J]. 朱波,梁偉,李線絨. 熱加工工藝. 2011(16)
[5]箔-箔法制備微疊層Ti-Al系金屬間化合物基合金板材[J]. 孫彥波,趙業(yè)青,張迪,馬朝利. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[6]γ-TiA1/TC4復(fù)合板材的制備及組織性能研究[J]. 孔凡濤,陳玉勇. 稀有金屬材料與工程. 2009(08)
[7]爆炸焊接法制備金屬復(fù)合材料的研究[J]. 龔深,李周,肖柱,唐寧. 材料導(dǎo)報(bào). 2007(S3)
[8]Al2O3/Ti3SiC2層狀復(fù)合材料的制備與性能[J]. 昝青峰,汪長安,黃勇,李翠偉,趙世柯. 材料工程. 2003(09)
[9]TiAl合金設(shè)計(jì)與成形方法[J]. 彭超群,黃伯云,賀躍輝. 粉末冶金技術(shù). 2001(05)
[10]Nb-TiAl金屬間化合物研究現(xiàn)狀[J]. 閆蘊(yùn)琪,王文生,張振祺,羅國珍,周廉. 材料導(dǎo)報(bào). 2000(07)
博士論文
[1]仿珍珠貝Al合金/SiC層狀復(fù)合材料的制備、組織與性能[D]. 阿拉騰沙嘎.吉林大學(xué) 2016
[2]軋制及反應(yīng)退火制備微疊層TiB2-TiAl復(fù)合材料板組織與性能[D]. 崔喜平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復(fù)合材料組織性能研究[D]. 孫巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]熱壓軋制、熱擴(kuò)散對PtTi0.5Zr0.2/Ti疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 范曄.云南大學(xué) 2015
本文編號:2910053
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