TA32是一種新型的近α型高溫鈦合金,在航空航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。和傳統(tǒng)的鈦合金一樣,TA32室溫成形性能較差,須采用熱成形。熱成形有兩種主要成形方式,一是毛坯和模具同時加熱、成形后爐冷的熱成形(下文簡稱隨爐熱成形),二是先將模具加熱到成形溫度再放入毛坯、成形后空冷的熱成形(下文簡稱到溫?zé)岢尚?。由于這兩種成形方式升溫速率和冷卻方式不同,導(dǎo)致材料微觀組織、氧化程度不同,進而影響成形件的性能,而國內(nèi)外對TA32鈦合金這兩種熱成形工藝的對比研究較少。本文以某新型飛機發(fā)動機尾噴管中的TA32典型復(fù)雜桁條和隔框零件為研究對象,通過高溫拉伸和高溫氧化試驗?zāi)M成形性能,對比分析兩種熱成形工藝下TA32的性能響應(yīng)及組織演變,為選取更優(yōu)的熱成形工藝提供依據(jù)。熱成形的共性影響因素主要包括成形溫度、應(yīng)變速率、保溫時間和變形量等,而隨爐熱成形和到溫?zé)岢尚蔚奶匦杂绊懸蛩貫樯郎厮俾屎屠鋮s方式。本文通過高溫拉伸試驗,首先研究TA32熱成形共性影響因素的力學(xué)性能響應(yīng)及組織演變,再通過不同升溫速率和冷卻方式對比分析TA32隨爐和到溫?zé)岢尚蔚牧W(xué)性能響應(yīng)及組織演變。結(jié)果表明,溫度為800℃、應(yīng)變速率為0.001s~(-1)、保溫時間為30min,應(yīng)變量為0.45~0.6,且選用到溫?zé)岢尚?升溫速率為800℃/5min,空冷)時,TA32變形抗力較低,塑性較好,晶粒較為均勻,β相等軸晶粒較多,綜合成形性能較好。通過高溫氧化試驗,研究TA32在熱成形過程中的氧化行為。通過不同溫度、保溫時間和高溫潤滑劑的長時氧化試驗,研究石墨和氮化硼的抗氧化效果及TA32的高溫氧化行為,再通過不同升溫速率的短時氧化試驗對比分析隨爐熱成形和到溫?zé)岢尚蔚难趸袨�。研究表�?TA32的氧化機制為擴散機制,在750~850℃范圍內(nèi),氮化硼的抗氧化性能優(yōu)于石墨。800℃噴涂氮化硼時,氧化程度相對較低,抗氧化等級為Ⅱ級。到溫?zé)岢尚?升溫速率為800℃/5min)的氧化程度低于隨爐熱成形(升溫速率為800℃/6h)�；谝陨涎芯�,到溫?zé)岢尚蔚淖冃慰沽Φ汀⑺苄院?組織優(yōu)良,氧化程度低,綜合成形性能優(yōu)于隨爐熱成形。本文選擇到溫?zé)岢尚喂に嚦尚纬龅湫蚑A32長桁和隔框零件,并通過常溫拉伸、顯微硬度測試、微觀組織、氧化吸氫和電導(dǎo)率等評估成形件的性能。結(jié)果表明,成形件抗拉強度下降約10%,屈服強度下降約9%,硬度下降約3.5%;氧化膜較薄且致密,氫含量約為0.009%,電導(dǎo)率約為10~6S/m,均符合性能要求。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V252.2;TG146.23
【部分圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論1.1 引言鈦及鈦合金具有諸多優(yōu)點，如比強度高、耐高低溫、耐腐蝕、線性膨脹系數(shù)小、非磁性等，因此被人們稱為“太空金屬”。由于上述優(yōu)點，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，作為結(jié)構(gòu)材料、耐蝕材料及耐熱材料應(yīng)用于航空航天、石油化工、船舶制造、建材裝飾、海洋工程等領(lǐng)域，且在各領(lǐng)域中的應(yīng)用逐年增加，其在某系列國外戰(zhàn)斗機中的應(yīng)用比例如圖 1.1 所示，在 A350 飛機上的主要應(yīng)用部位如圖 1.2 所示，除此之外，在超導(dǎo)、形狀記憶、吸氣儲氫等領(lǐng)域也得到越來越多的應(yīng)用，因此，鈦有希望發(fā)展為全球使用量排行前三的金屬。可以預(yù)見，隨著制造業(yè)的發(fā)展，高溫鈦合金將應(yīng)用于更加寬廣的領(lǐng)域，但就目前來說，其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于航空航天發(fā)動機。發(fā)動機中的葉片、壓氣盤、鼓筒、尾噴管等耐高溫結(jié)構(gòu)是鈦合金的常見應(yīng)用對象。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論1.1 引言鈦及鈦合金具有諸多優(yōu)點，如比強度高、耐高低溫、耐腐蝕、線性膨脹系數(shù)小、非磁性等，因此被人們稱為“太空金屬”。由于上述優(yōu)點，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，作為結(jié)構(gòu)材料、耐蝕材料及耐熱材料應(yīng)用于航空航天、石油化工、船舶制造、建材裝飾、海洋工程等領(lǐng)域，且在各領(lǐng)域中的應(yīng)用逐年增加，其在某系列國外戰(zhàn)斗機中的應(yīng)用比例如圖 1.1 所示，在 A350 飛機上的主要應(yīng)用部位如圖 1.2 所示，除此之外，在超導(dǎo)、形狀記憶、吸氣儲氫等領(lǐng)域也得到越來越多的應(yīng)用，因此，鈦有希望發(fā)展為全球使用量排行前三的金屬�？梢灶A(yù)見，隨著制造業(yè)的發(fā)展，高溫鈦合金將應(yīng)用于更加寬廣的領(lǐng)域，但就目前來說，其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于航空航天發(fā)動機。發(fā)動機中的葉片、壓氣盤、鼓筒、尾噴管等耐高溫結(jié)構(gòu)是鈦合金的常見應(yīng)用對象。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文及晶間變形由于過程不可恢復(fù)，表現(xiàn)在宏觀維度上，構(gòu)成了熱成形過程金屬宏觀變。屬內(nèi)的原子以其特有排布結(jié)構(gòu)規(guī)律性排列成為晶格。塑性變形主要通過晶格的變內(nèi)變形中的滑移是熱成形過程中的主要塑性變形形式。而晶內(nèi)變形中的滑移即為圖 1.3 所示，當(dāng)晶格受到切應(yīng)力作用時，原本規(guī)律性排列的晶格組織沿薄弱方向，這個過程稱作位錯運動。而且實際上，金屬塑性變形過程非常復(fù)雜，往往是整滑移位錯現(xiàn)象，使得宏觀上形成滑移線或者滑移面，進而推動工件尺寸特征趨向。
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王三省;余海燕;陳夢;;汽車B柱熱成形技術(shù)的比較分析[J];塑性工程學(xué)報;2019年03期

2 高俊;劉祥東;;基于有限元法分析傳遞時間對熱成形鋼組織的影響[J];武鋼技術(shù);2017年05期

3 萬慶冕;林建平;;熱成形B柱結(jié)構(gòu)研究與優(yōu)化[J];汽車工程學(xué)報;2016年02期

4 陳素平;田坤;;高強鋼熱成形技術(shù)應(yīng)用分析[J];現(xiàn)代零部件;2013年08期

5 陳輝;景財年;;熱成形技術(shù)在汽車輕量化中的應(yīng)用與發(fā)展[J];金屬熱處理;2016年03期

6 張杰;江社明;張啟富;;熱成形鋼鍍層研究進展[J];金屬熱處理;2015年03期

7 莊厚川;石海鑫;金科;董笑飛;;汽車輕量化熱成形技術(shù)應(yīng)用概述[J];汽車文摘;2019年06期

8 李二玲;;汽車熱成形零件沖壓工藝[J];汽車工藝師;2019年10期

9 楊海根;趙征志;楊源華;梁江濤;;1800MPa級冷軋熱成形鋼的組織與性能[J];材料熱處理學(xué)報;2017年07期

10 楊希英;郎利輝;郭禪;王永銘;;2A16鋁合金錐形件多級充液熱成形仿真及優(yōu)化分析[J];精密成形工程;2014年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 韓利亞;熱成形件在線自動化三維測量技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2019年

2 王梁;數(shù)字化熱成形生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2017年

3 梁江濤;2000MPa級熱成形鋼的強韌化機制及應(yīng)用技術(shù)研究[D];北京科技大學(xué);2019年

4 胡寬輝;2000MPa級高強塑積熱成形鋼的研究[D];武漢科技大學(xué);2019年

5 李曉達;基于KMAS的高強鋼板熱成形仿真的關(guān)鍵算法研究及實現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2017年

6 石永軍;激光熱變形機理及復(fù)雜曲面板材熱成形工藝規(guī)劃研究[D];上海交通大學(xué);2007年

7 尚欣;車身復(fù)雜結(jié)構(gòu)件用超高強度鋼雙熱成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2015年

8 馬寧;高強度鋼板熱成形技術(shù)若干研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 張杰;超高強度熱成形鋼鍍層組織和性能研究[D];東北大學(xué);2014年

10 劉培星;高性能金屬板料汽車結(jié)構(gòu)件熱成形及切割工藝研究[D];華中科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁錫梅;不同熱變形條件下TA32鈦合金的性能響應(yīng)及組織演變研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

2 藍毓哲;生產(chǎn)流程對熱成形鋼組織和力學(xué)性能影響研究[D];武漢科技大學(xué);2019年

3 苗笑冬;CSP工藝生產(chǎn)熱成形鋼的組織及性能研究[D];武漢科技大學(xué);2019年

4 魏瑤娜;支氣管熱成形術(shù)治療成人中度或重度哮喘的療效及安全性Meta分析[D];山西醫(yī)科大學(xué);2019年

5 吳明輝;薄壁管高氣壓熱成形數(shù)值模擬與實驗研究[D];東北大學(xué);2015年

6 陳燦;TA32高溫鈦合金復(fù)雜飛機蒙皮零件熱成形工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

7 張振;超高強鋼件熱成形自動化上料機械手研究[D];機械科學(xué)研究總院;2012年

8 鄭剛;熱成形生產(chǎn)線中多機械手協(xié)同輸送的研究[D];華中科技大學(xué);2016年

9 孟炬;基于物聯(lián)網(wǎng)的熱成形生產(chǎn)線集成化工藝與生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2016年

10 陳雲(yún)鵬;基于軌道的熱成形高溫換模機械手的研究與設(shè)計[D];沈陽航空航天大學(xué);2018年

本文編號：2855126