隨著航空航天器件向大型化、高速化與復(fù)雜化方向發(fā)展,飛行器選材判據(jù)由過去“安全-壽命”到“損傷容限設(shè)計”理念轉(zhuǎn)變。鈦合金顯微組織中片層組織具有良好的損傷容限性能。雖然鈦合金中片層組織與強(qiáng)韌性關(guān)系已有大量的研究,但是對鈦合金中強(qiáng)韌性的組織控制單元鮮有報道,特別是鈦合金中多層次片層組織與強(qiáng)韌性的耦合關(guān)系研究未見報道。本文以TC21合金為研究對象,采用Ba hr DIL805A/D高精度差分膨脹儀并結(jié)合OM、SEM、EBSD、TEM等分析手段研究了熱處理工藝參數(shù)與TC21合金多層次片層組織的關(guān)系,利用Hall-Petch關(guān)系研究不同層次的片層組織與拉伸性能、斷裂韌性和沖擊韌性等力學(xué)性能之間的關(guān)系,找出不同熱處理條件下TC21合金多層次片層組織的強(qiáng)度與韌性的有效控制單元。主要結(jié)論如下:在退火制度不變時,隨著固溶溫度的升高,合金的β晶粒尺寸與α叢束直徑均增大,而α片的平均厚度卻略有減小。TC21合金的拉伸性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率和斷面收縮率）均隨固溶溫度升高而減小,而韌性（沖擊韌性與斷裂韌性）均增大。在相同固溶溫度條件下,隨著退火溫度的提高,合金的β晶粒尺寸不變,而α叢束直徑與α片的厚度均... 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

hcp結(jié)構(gòu)(α鈦)和bcc結(jié)構(gòu)(β鈦)結(jié)構(gòu)圖

Fig. 1.1 The crystal structure of hcp (α-Ti) and bcc (β-Ti)鈦合金根據(jù)相組成以及鉬當(dāng)量可分為近α型、α型、α+β型、近β型、亞穩(wěn)β型以及β型鈦合金，由圖1.2所示。鉬當(dāng)量是表明β穩(wěn)定元素對鈦合金的穩(wěn)定程度，其修正公式為[8, 9]：[Mo]eq=Mo+0.67V+0.44W+0.22Ta+1.6Cr+0.28Nb+2.9Fe+1.54Mn+ -Al （1-1）其中 Mo 當(dāng)量越大，表明其對合金的穩(wěn)定程度越強(qiáng)，對應(yīng)的對合金的相變溫度降幅也就越大。通過“臨界鉬當(dāng)量條件下的多元強(qiáng)化”的原則，設(shè)計出了一系列如 Ti-B20、Ti-1300、TB10、TB10等高強(qiáng)高韌鈦合金，由于其具有優(yōu)良的性能，在航空航天以及航海領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。圖 1.2 鈦合金分類示意圖[47]Fig. 1.2 The classification schemes of Titanium alloy

體積分?jǐn)?shù)對其力學(xué)性能影響較大。所以通過適當(dāng)?shù)目刂茻崽幚砉に噮?shù)及熱加工可調(diào)節(jié)其組織從而達(dá)到優(yōu)異的性能。根據(jù)鈦合金組織形態(tài)可分為四種典型組織，包括等軸組織、網(wǎng)籃組織、魏氏組織，還有雙態(tài)組織，如圖1.3所示。魏氏組織是從α/β相變點以上以不太快的冷速形成的一種原始β晶粒完整、β晶粒內(nèi)為α小片或α+β小片組成的組織，其特點是β晶粒邊界清晰完整，晶界α非常明顯，晶內(nèi)α相呈粗片狀規(guī)則排列，一般都存在粗大集束，長而平直，并具有較大的縱橫比，如圖1.3（a）所示。其斷裂韌性、蠕變性能較高但塑性、抗應(yīng)力腐蝕性能差。網(wǎng)籃組織是在β相區(qū)經(jīng)較大的變形然后在α+β相區(qū)終止變形后得到的組織，變形量達(dá)50％或者更大，如圖1.3（b）所示。特點是在原始β晶粒邊界不同程度的被破壞，α片短或α+β小片短而歪扭，晶界α已經(jīng)不明顯，晶內(nèi)片狀α變短變粗，在原始β晶粒的輪廓內(nèi)呈網(wǎng)籃狀編織的片狀結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]Ti-1300合金室溫變形與組織演變研究[D]. 萬明攀.西北工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3583467