2.5vol.%TiBw/TA15復(fù)合材料棒材熱擠壓及其熱處理工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-10 14:15
輕質(zhì)高強(qiáng)耐熱鈦基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,但其易于形成的室溫脆性極大限制了增強(qiáng)體增強(qiáng)效果的發(fā)揮。增強(qiáng)體非均勻分布是改善室溫脆性提高增強(qiáng)效果的理想手段。為此,本文選取TA15球形粉末和TiB2為原材料,采用低能球磨+預(yù)燒結(jié)+包套熱擠壓工藝,基于TiB2+Ti→2TiB原位合成制備了增強(qiáng)體呈柱網(wǎng)狀分布的TiBw/TA15鈦基復(fù)合材料,研究確定了較為合理的TiBw增強(qiáng)體含量及基體顆粒尺寸,深入研究了熱擠壓溫度(950°C,α+β相區(qū);1050°C,接近相變點(diǎn);1150°C,β相區(qū))對(duì)粉體擠壓制備的TiBw/TA15復(fù)合材料棒材組織性能影響,隨后以950°C擠壓及其旋鍛態(tài)為熱處理研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了固溶時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料組織性能的影響。TiB體積分?jǐn)?shù)及TA15顆粒尺寸共同影響柱網(wǎng)狀增強(qiáng)體偏聚程度,結(jié)果表明2.5vol.%TiBw與粒度75150μmTA15顆粒的合理匹配可使TiBw/TA15復(fù)合材料獲得優(yōu)異的力學(xué)性能。擠壓溫度顯著影響著擠壓態(tài)TiBw/TA15的組織性能,具體為在950°C擠壓時(shí)處于(α+β)相區(qū)...
【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)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 鈦基復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.2.1 鈦基復(fù)合材料塑性加工的研究進(jìn)展
1.2.2 鈦基復(fù)合材料熱處理的研究進(jìn)展
1.3 TA15鈦合金的研究進(jìn)展
1.3.1 TA15鈦合金塑性加工的研究進(jìn)展
1.3.2 TA15鈦合金熱處理的研究進(jìn)展
1.4 織構(gòu)的研究
1.5 當(dāng)前研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
2.2 實(shí)驗(yàn)工藝方案
2.3 材料的組織分析
2.3.1 物相分析
2.3.2 顯微組織分析
2.3.3 EBSD組織分析
2.4 材料的力學(xué)性能測(cè)試
2.4.1 顯微硬度測(cè)試
2.4.2 室溫拉伸測(cè)試
2.4.3 高溫拉伸測(cè)試
第3章 擠壓溫度對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織和性能的影響
3.1 TIBW/TA15復(fù)合材料棒材制備參數(shù)的選擇
3.1.1 TiBw/TA15的制備工藝
3.1.2 TiBw/TA15的TiB增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)的選擇
3.1.3 TiBw/TA15的TA15基體粉末粒度的選擇
3.2 擠壓溫度對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織的影響
3.2.1 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的顯微組織
3.2.2 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的EBSD組織
3.2.3 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的織構(gòu)分析
3.3 TIB對(duì)擠壓態(tài) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的影響
3.3.1 TiB對(duì) 2.5vol.%TiBw/TA15組織的影響
3.3.2 TiB對(duì) 2.5vol.%TiBw/TA15織構(gòu)的影響
3.4 不同溫度擠壓的 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.4.1 室溫拉伸力學(xué)性能
3.4.2 高溫拉伸力學(xué)性能
3.4.3 顯微硬度
3.5 本章小結(jié)
第4章 熱處理對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織和性能的影響
4.1 原始組織
4.2 固溶對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15組織和力學(xué)性能的影響
4.3 時(shí)效對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15組織和力學(xué)性能的影響
4.4 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]鍛造工藝對(duì)TA15鈦合金大直徑棒材的組織與性能影響[J]. 謝力,虞忠良,王媛,董健,王德琴. 金屬熱處理. 2016(02)
[2]鑄造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的顯微組織表征(英文)[J]. 付彬國,王宏偉,鄒鶉鳴,魏尊杰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[3]不同工藝條件下TA15鈦合金的三態(tài)組織中兩種片層α相的演化(英文)[J]. 吉喆,楊合,李宏偉. 稀有金屬材料與工程. 2015(03)
[4]原位自生非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 呂維潔,郭相龍,王立強(qiáng),覃繼寧,張荻. 航空材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]Microstructure and Properties of 3.5 vol.%TiBw/Ti6A14V Composite Tubes Fabricated by Hot-hydrostatic Extrusion[J]. Wencong Zhang,Xueyan Jiao,Yang Yu,Jianlei Yang,Yangju Feng. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[6]TA15鈦合金的熱變形微觀組織與織構(gòu)[J]. 李成銘,李萍,趙蒙,甘國強(qiáng),薛克敏. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]Development of Microstructure and Texture Heterogeneities during Static Annealing of Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si Alloy Preformed by Hot Working[J]. Saiyi Li 1) , Liang Yang 1) , Liming Lei 2,3) , Chenyang Wei 4) and Huiru Zhang 4) 1) School of Materials Science and Engineering, Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering of the Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China 2) AVIC Commercial Aircraft Engine Co., Ltd., Shanghai 200241, China 3) Titanium Alloy Laboratory, Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China 4) School of Mechanical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China. Journal of Materials Science & Technology. 2012(11)
[8]片狀TA15鈦合金在熱變形過程中的動(dòng)態(tài)球化動(dòng)力學(xué)(英文)[J]. 吳成寶,楊合,樊曉光,孫志超. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(09)
[9]組織形態(tài)對(duì)近α型TA15鈦合金拉伸性能的影響[J]. 鹿靖,王玉會(huì),張旺峰. 金屬熱處理. 2011(06)
[10]鈦材熱擠壓成形技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 賈如雷,計(jì)波,呂維潔,王宗寶. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
碩士論文
[1]3.5vol.%TiBw/TC4復(fù)合材料細(xì)管熱擠壓-旋鍛復(fù)合工藝研究[D]. 焦雪艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3027493
【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)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 鈦基復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.2.1 鈦基復(fù)合材料塑性加工的研究進(jìn)展
1.2.2 鈦基復(fù)合材料熱處理的研究進(jìn)展
1.3 TA15鈦合金的研究進(jìn)展
1.3.1 TA15鈦合金塑性加工的研究進(jìn)展
1.3.2 TA15鈦合金熱處理的研究進(jìn)展
1.4 織構(gòu)的研究
1.5 當(dāng)前研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
2.2 實(shí)驗(yàn)工藝方案
2.3 材料的組織分析
2.3.1 物相分析
2.3.2 顯微組織分析
2.3.3 EBSD組織分析
2.4 材料的力學(xué)性能測(cè)試
2.4.1 顯微硬度測(cè)試
2.4.2 室溫拉伸測(cè)試
2.4.3 高溫拉伸測(cè)試
第3章 擠壓溫度對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織和性能的影響
3.1 TIBW/TA15復(fù)合材料棒材制備參數(shù)的選擇
3.1.1 TiBw/TA15的制備工藝
3.1.2 TiBw/TA15的TiB增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)的選擇
3.1.3 TiBw/TA15的TA15基體粉末粒度的選擇
3.2 擠壓溫度對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織的影響
3.2.1 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的顯微組織
3.2.2 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的EBSD組織
3.2.3 不同溫度擠壓的 2.5vol.%TiBw/TA15的織構(gòu)分析
3.3 TIB對(duì)擠壓態(tài) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的影響
3.3.1 TiB對(duì) 2.5vol.%TiBw/TA15組織的影響
3.3.2 TiB對(duì) 2.5vol.%TiBw/TA15織構(gòu)的影響
3.4 不同溫度擠壓的 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.4.1 室溫拉伸力學(xué)性能
3.4.2 高溫拉伸力學(xué)性能
3.4.3 顯微硬度
3.5 本章小結(jié)
第4章 熱處理對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15復(fù)合材料的組織和性能的影響
4.1 原始組織
4.2 固溶對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15組織和力學(xué)性能的影響
4.3 時(shí)效對(duì) 2.5VOL.%TIBW/TA15組織和力學(xué)性能的影響
4.4 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]鍛造工藝對(duì)TA15鈦合金大直徑棒材的組織與性能影響[J]. 謝力,虞忠良,王媛,董健,王德琴. 金屬熱處理. 2016(02)
[2]鑄造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的顯微組織表征(英文)[J]. 付彬國,王宏偉,鄒鶉鳴,魏尊杰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[3]不同工藝條件下TA15鈦合金的三態(tài)組織中兩種片層α相的演化(英文)[J]. 吉喆,楊合,李宏偉. 稀有金屬材料與工程. 2015(03)
[4]原位自生非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 呂維潔,郭相龍,王立強(qiáng),覃繼寧,張荻. 航空材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]Microstructure and Properties of 3.5 vol.%TiBw/Ti6A14V Composite Tubes Fabricated by Hot-hydrostatic Extrusion[J]. Wencong Zhang,Xueyan Jiao,Yang Yu,Jianlei Yang,Yangju Feng. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[6]TA15鈦合金的熱變形微觀組織與織構(gòu)[J]. 李成銘,李萍,趙蒙,甘國強(qiáng),薛克敏. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]Development of Microstructure and Texture Heterogeneities during Static Annealing of Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si Alloy Preformed by Hot Working[J]. Saiyi Li 1) , Liang Yang 1) , Liming Lei 2,3) , Chenyang Wei 4) and Huiru Zhang 4) 1) School of Materials Science and Engineering, Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering of the Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China 2) AVIC Commercial Aircraft Engine Co., Ltd., Shanghai 200241, China 3) Titanium Alloy Laboratory, Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China 4) School of Mechanical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China. Journal of Materials Science & Technology. 2012(11)
[8]片狀TA15鈦合金在熱變形過程中的動(dòng)態(tài)球化動(dòng)力學(xué)(英文)[J]. 吳成寶,楊合,樊曉光,孫志超. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(09)
[9]組織形態(tài)對(duì)近α型TA15鈦合金拉伸性能的影響[J]. 鹿靖,王玉會(huì),張旺峰. 金屬熱處理. 2011(06)
[10]鈦材熱擠壓成形技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 賈如雷,計(jì)波,呂維潔,王宗寶. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
碩士論文
[1]3.5vol.%TiBw/TC4復(fù)合材料細(xì)管熱擠壓-旋鍛復(fù)合工藝研究[D]. 焦雪艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3027493
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