本文關(guān)鍵詞：鑄造鈦合金及其熔煉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2008年

氬氫混合氣氛下電弧重熔TC4合金的氧含量變化規(guī)律

姜小紅  

【摘要】： 本文主要研究了在氬氫混合氣氛中反應(yīng)性電弧重熔Ti6Al4V合金對合金中氧含量的影響,主要包括三個部分:一是在Ti6Al4V加入TiO2后組織的變化以及氬氫氣氛中重熔不同氧含量的Ti6Al4V合金后組織的變化;二是不同熔煉方式對加氫后合金的氧含量及硬度的變化的影響;三是重熔過程中可能產(chǎn)生的各種氣體的熱力學(xué)分析。 加入TiO2后的Ti6Al4V的組織以馬氏體為主,且隨著氧含量的增大合金中的馬氏體層片變得越來越粗大;在氬氫氣氛中重熔后,合金的組織有了明顯的細(xì)化。初始氧含量小于1.02%的鈦合金加氫后呈網(wǎng)籃狀,大于1.02%的鈦合金加氫后為板條狀的馬氏體。增加熔煉時間或增加熔煉次數(shù)均能對合金的組織產(chǎn)生影響。 在氬氫氣氛中重熔,加氫后不同氧含量的Ti6Al4V合金中氧含量都有了不同程度的降低,初始氧含量越大的鈦合金加氫一次后氧含量降低的幅度越大;在增加熔煉次數(shù)之后,初始氧含量為1.62%的鈦合金中的氧含量降低到一個比較穩(wěn)定的值0.25%左右;在增加熔煉時間之后,初始氧含量為0.42%、1.62%的鈦合金都能降低到0.25%左右。在加入TiO2后鈦合金的硬度隨著氧含量的增大而顯著增大,選擇不同的熔煉方式在氬氫氣氛中重熔,不同氧含量的Ti6Al4V合金的硬度都有了不同程度的降低。 由鈦合金重熔過程的熱力學(xué)計算可知:重熔過程中Ti、Al、V的活度隨著溫度的增加而略有增加,其中Ti的活度最大;蒸氣壓也隨著溫度的增加而顯著增加,其中Ti的蒸汽壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Al、V;揮發(fā)速率也隨著溫度的增加而增加,其中Ti的揮發(fā)速率也要遠(yuǎn)大于Al、V。同時從熱力學(xué)計算結(jié)果可以看出,熔煉過程可能生成了揮發(fā)性的氧化物為:TiO、Al2O、Al2O2、V2O5,而由對比可以看出V2O5的自由能要遠(yuǎn)低于其他的氧化物,反應(yīng)的初期可以生成揮發(fā)性氧化物Al2O、Al2O2、V2O5,而反應(yīng)的后期當(dāng)溫度超過2000℃時,V、Al都不能生成揮發(fā)性氧化物,揮發(fā)性氧化物的溫度區(qū)間變小。同時由溫度場的模擬可以得出,氫電弧熔煉過程可以達(dá)到生成氧化物所需要的溫度。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-8

第1章 緒論8-19

1.1 本論文的學(xué)術(shù)背景及其理論與實(shí)際意義8-10

1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展10-15

1.2.1 國外研究進(jìn)展10-13

1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展13-15

1.3 相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展15-17

1.4 本論文主要研究內(nèi)容17-19

1.4.1 本課題研究主要研究內(nèi)容18-19

第2章 材料及實(shí)驗(yàn)方法19-24

2.1 研究方案19

2.2 實(shí)驗(yàn)用材料19-20

2.3 實(shí)驗(yàn)方法20-24

2.3.1 鑄錠的制備20-22

2.3.2 化學(xué)成分分析試驗(yàn)22

2.3.3 顯微組織與結(jié)構(gòu)觀察22-23

2.3.4 性能試驗(yàn)-顯微硬度試驗(yàn)23-24

第3章 氫和氧對鈦合金組織的影響24-41

3.1 前言24-25

3.2 鈦合金置氫25-27

3.3 氫電弧重熔后對鈦合金中組織的影響27-39

3.3.1 加氫前后的宏觀組織對比27-30

3.3.2 加氫前后微觀組織對比30-39

3.4 本章小結(jié)39-41

第4章 氫對鈦合金中氧含量及硬度的影響41-51

4.1 加入TiO_2后對鈦合金中相的影響41-42

4.2 重熔后對鈦合金中氧含量的影響42-46

4.2.1 單次重熔對鈦合金中氧含量的影響42-44

4.2.2 增加重熔時間對鈦合金中氧含量的影響44-45

4.2.3 增加重熔次數(shù)對鈦合金中氧含量的影響45-46

4.3 重熔后對鈦合金硬度的影響46-48

4.4 加氫重熔后對合金主要元素含量的影響48-49

4.5 本章小結(jié)49-51

第5章 重熔過程的熱力學(xué)計算51-66

5.1 引言51

5.2 重熔過程中各主要元素活度與溫度的關(guān)系51-53

5.3 重熔過程中各主要元素的蒸氣壓與溫度的關(guān)系53-56

5.4 重熔過程中可能存在反應(yīng)的吉布斯自由能與溫度的關(guān)系56-63

5.4.1 熔體中Al可能生成的氧化物57-59

5.4.2 熔體中Ti可能生成的氧化物59-60

5.4.3 熔體中V可能生成的氧化物60-62

5.4.4 結(jié)果分析62-63

5.5 重熔過程中的各金屬元素的揮發(fā)速率63-65

5.6 本章小結(jié)65-66

結(jié)論66-67

參考文獻(xiàn)67-72

致謝72-73

個人簡歷73

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8 劉杰;Al、Co對K4169合金組織及性能的影響[D];蘭州理工大學(xué);2010年

9 林亮華;Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金變形行為及組織性能研究[D];中南大學(xué);2011年

10 石明星;Nb-Si合金與鑄型界面反應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：鑄造鈦合金及其熔煉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：231390