鈦合金作為航空航天工業(yè)中使用的重要材料,密度小、比強(qiáng)度高,綜合性能優(yōu)異,具有突出的物理性能與組織特性。其中,Ti-6A1-4V是在制造飛機(jī)發(fā)動機(jī)過程作為發(fā)動機(jī)榫頭的主要材料。飛行器在服役過程中,會有細(xì)小砂塵隨氣流進(jìn)入發(fā)動機(jī),并以高速沖擊、摩擦材料表面,致使了破壞的產(chǎn)生。而Ti-6A1-4V耐沖擊磨損能力較差,使得沖蝕磨損成為砂塵環(huán)境下飛機(jī)發(fā)動機(jī)末級葉片的主要損傷形式之一。本文采用超聲滾壓加工技術(shù)是一種將深滾加工與超聲振動結(jié)合在一起的表面處理加工工藝�？稍赥i-6A1-4V合金表面誘導(dǎo)形成具有梯度結(jié)構(gòu)的納米硬化層,是一種提高材料表面強(qiáng)度,從而進(jìn)一步提高材料抗沖蝕性能的有效方法。本課題研究超聲滾壓工藝對Ti-6A1-4V合金沖蝕磨損性能產(chǎn)生的影響,主要內(nèi)容如下:(1)探索性的改進(jìn)了超聲滾壓設(shè)備的設(shè)計(jì)加工,主要創(chuàng)新點(diǎn)是采用了貝塞爾曲線型超聲變幅桿,優(yōu)化了變幅桿的振動放大性能并減弱了部件的應(yīng)力集中現(xiàn)象。(2)用透射電鏡和掃描電鏡觀察滾壓對鈦合金微觀組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,滾壓在材料表面的形成了 300 μm厚度的晶粒細(xì)化表面層,表層的晶粒尺寸小于100nm。表層硬度分布測試表明滾壓使材料表面硬度提...

【文章頁數(shù)】：72 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
    1.2 表面改性技術(shù)
        1.2.1 表面改性技術(shù)的發(fā)展概況
        1.2.2 超聲加工技術(shù)
        1.2.3 滾壓強(qiáng)化技術(shù)
        1.2.4 超聲滾壓技術(shù)
    1.3 沖蝕磨損
        1.3.1 沖蝕磨損理論模型
        1.3.2 影響因素
        1.3.3 國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容與目的
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料處理
    2.2 超聲滾壓工藝
    2.3 沖蝕實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 沖蝕設(shè)備介紹
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    2.4 微觀組織分析測試
        2.4.1 金相組織觀察
        2.4.2 透射電鏡觀察
        2.4.3 顯微硬度測定
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超聲滾壓設(shè)備改進(jìn)方案及滾壓前后Ti-6Al-4V合金變化
    3.1 超聲滾壓加工工藝
        3.1.1 超聲滾壓加工工藝設(shè)計(jì)思路
        3.1.2 超聲加工系統(tǒng)優(yōu)化工藝概述
        3.1.3 超聲加工系統(tǒng)優(yōu)化——能量輸出裝置
        3.1.4 超聲加工系統(tǒng)優(yōu)化——變幅桿
    3.2 超聲滾壓加工處理Ti-6Al-4V材料
        3.2.1 超聲加工系統(tǒng)的概述
        3.2.2 超聲滾壓路徑設(shè)置
        3.2.3 超聲滾壓參數(shù)設(shè)置
    3.3 滾壓前后SEM對比
    3.4 滾壓后材料組織性能研究
        3.4.1 TEM形貌對比分析
        3.4.2 晶粒尺寸對比分析
        3.4.3 表層硬度分布
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Ti-6AL-4V材料抗沖蝕性能的測試與分析
    4.1 沖蝕實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 沖蝕實(shí)驗(yàn)概述
        4.1.2 沖蝕實(shí)驗(yàn)流程
        4.1.3 沖蝕實(shí)驗(yàn)累積質(zhì)量損失數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
        4.1.4 沖蝕實(shí)驗(yàn)累積質(zhì)量損失數(shù)據(jù)分析
    4.2 Ti-6Al-4V沖蝕磨損模型的有限元分析
        4.2.1 ABAQUS計(jì)算
        4.2.2 Ti-6Al-4V沖蝕磨損的有限元模型
        4.2.3 有限元結(jié)果分析
    4.3 沖蝕前后Ti-6Al-4V材料SEM形貌分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 研究總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3758518