【摘要】：在現(xiàn)有的各種類(lèi)型鈦合金中,亞穩(wěn)β鈦合金具有高比強(qiáng)度、良好的冷熱加工性能和熱處理強(qiáng)化效果,常被用來(lái)制作航空航天飛行器蒙皮、結(jié)構(gòu)主框架以及特種緊固件等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)零部件,是制造以減重為目的并兼顧綜合力學(xué)性能的負(fù)載承重結(jié)構(gòu)件最理想的候選材料。本文主要針對(duì)自主開(kāi)發(fā)的新型亞穩(wěn)β鈦合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe(wt.%)的疲勞性能開(kāi)展研究工作,通過(guò)對(duì)熱軋態(tài)和固溶時(shí)效態(tài)的Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn),并利用掃描電鏡進(jìn)行疲勞斷口形貌觀察,重點(diǎn)研究Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金的低周疲勞行為及斷裂機(jī)制,以期為此類(lèi)合金的實(shí)際工程應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:在總應(yīng)變控制的低周疲勞加載條件下,三種加工處理狀態(tài)的Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金可表現(xiàn)出循環(huán)穩(wěn)定以及循環(huán)軟化現(xiàn)象。與熱軋態(tài)合金相比,經(jīng)過(guò)500°C時(shí)效4小時(shí)后,合金的循環(huán)變形抗力明顯提高,但當(dāng)時(shí)效溫度為600°C時(shí),合金的循環(huán)變形抗力雖有所下降,但仍高于熱軋態(tài)合金。時(shí)效處理會(huì)降低Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金的低周疲勞壽命,500°C時(shí)效的T6態(tài)Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金的低周疲勞壽命要高于600°C時(shí)效的T6態(tài)Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金。三種加工處理狀態(tài)合金的塑性應(yīng)變幅、彈性應(yīng)變幅與斷裂時(shí)的載荷反向周次之間均呈現(xiàn)線性關(guān)系,并分別服從Coffin-Manson和Basquin公式。此外,三種加工處理狀態(tài)的Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金循環(huán)應(yīng)力幅與塑性應(yīng)變幅之間的關(guān)系可用指數(shù)定律描述。在總應(yīng)變控制的低周疲勞加載條件下,三種不同加工處理狀態(tài)的Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe合金裂紋均以穿晶方式萌生于疲勞樣品表面,并以穿晶方式擴(kuò)展。
【圖文】：

表 2.1 合金成分Tab. 2.1Alloy composition合金元素 Mo V Al Fe Ti元素含量/wt.% 6 5 3 2 Bal.2.2 合金制備（1）合金熔煉熔煉原材料選用高純海綿鈦、純 Mo、V-Al 中間合金、純 Fe 和純鋁箔，，純 Mo、V-Al 中間合金和純 Fe 按照成分比例配置好后用鋁箔包好，做成合金包。將合金包和高純海綿鈦在海綿鈦專(zhuān)用液壓機(jī)上進(jìn)行致密化壓制，獲得尺寸為Φ50mm×200mm，重量為 1kg 的電極棒。采用真空自耗電極電弧爐，對(duì)電極棒進(jìn)行熔煉獲得重量為 2kg 的一次熔煉鑄錠，將若干塊一次熔煉鑄錠再次進(jìn)行二次熔煉獲得重量為 10kg 的二次熔煉鑄錠。通過(guò)兩次熔煉有效控制鑄錠成分的均勻性。獲得的電極棒和二次熔煉鑄錠如圖 2.所示。

第 2 章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法如圖 2.2 所示。表 2.1 軋制工藝參數(shù)表Tab. 2.1 Rolling process parameters道次 入口厚度/mm 出口厚度/mm 開(kāi)軋溫度/℃第 1 道次 32 23 863第 2 道次 23 17 871第 3 道次 17 14 879第 4 道次 14 11 867第 5 道次 11 8 859第 6 道次 8 6 854
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V252.2;TG146.23;TG156.92

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本文編號(hào)：2676572