【摘要】：隨著近年來航空航天工業(yè)的迅猛發(fā)展,對鈦合金板帶材需求量急劇攀升,特別是對綜合性能較好的TC4合金板帶材需求量巨大。但是由于TC4合金在室溫軋制過程中具有流動應(yīng)力大,強(qiáng)度高、冷變形易開裂等特點(diǎn),使得正常TC4板材在室溫軋制生產(chǎn)中單道次壓下量需小于20%,同時在軋制前后還需進(jìn)行退火處理,這種生產(chǎn)方式嚴(yán)重影響到生產(chǎn)效率和成型板材的質(zhì)量。本文針對現(xiàn)階段TC4合金板材室溫軋制變形難及繁瑣的軋制生產(chǎn)工藝現(xiàn)象,提出了運(yùn)用鈦合金熱氫處理技術(shù)來提高TC4合金室溫軋制性能的方法。本文先對TC4合金熱氫處理工藝(氫化溫度、保溫時間及穩(wěn)定氫壓)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,結(jié)合合金在不同工藝下的吸氫量和合金的組織演變,得出氫處理工藝參數(shù)對TC4合金吸氫規(guī)律的影響。最后對不同氫含量的TC4合金試樣進(jìn)行OM、SEM、XRD、TEM分析,結(jié)合試樣的顯微硬度和室溫軋制性能變化規(guī)律,研究了TC4合金熱氫處理過程中的顯微組織變化、相組成及其含量變化、氫化物生成等演變規(guī)律,獲得TC4合金室溫軋制變形的最佳熱氫處理工藝參數(shù)。此外,還對TC4合金試樣進(jìn)行退火處理和置氫TC4合金試樣的除氫工藝研究,研究了退火溫度對其組織性能變化的影響和除氫工藝對TC4合金除氫效果及微觀組織形貌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在TC4合金熱氫處理工藝的研究中發(fā)現(xiàn),氫化溫度在750℃時,合金組織中相變明顯且未發(fā)生明顯粗化現(xiàn)象,同時合金具有較高的吸氫速率。在750℃氫化溫度下,置氫保溫時間為90min時,TC4合金組織氫分布均勻,宏觀無明顯濃度梯度,且晶粒無明顯粗化。置氫TC4-xH合金中,隨合金氫含量的增加,合金中相含量逐漸減少,相含量逐漸增多。同時在合金內(nèi)部生成~′、~″和相,并且隨著氫含量增加~′相含量逐漸減少,~″和相含量逐漸增多。對不同氫含量的TC4-xH合金軋制時發(fā)現(xiàn),隨著氫含量增加,合金的室溫軋制極限變形率先增加后降低。在氫含量為0.9wt.%時,合金的室溫軋制極限變形率達(dá)到最大值,比氫含量為0wt.%的TC4合金的室溫軋制極限變形率分別提高了21.12%(750℃氫化溫度下)和52.42%(850℃氫化溫度下)。在TC4合金退火研究時發(fā)現(xiàn),隨著退火溫度的升高合金硬度不斷下降,當(dāng)退火溫度為850℃時,組織發(fā)生粗化,因此本文選擇的最佳退火溫度為800℃。對TC4-xH合金除氫時發(fā)現(xiàn),在850℃除氫1h或750℃除氫4h,合金都能除氫完全且組織不發(fā)生粗化,考慮到加工效率,本文選擇最佳除氫工藝為850℃除氫1h。
【圖文】：

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表 2.1 供應(yīng)態(tài) Ti-6Al-4V 合金化學(xué)成分（wt.%）Table 2.1 Chemical composition of as-received Ti-6Al-4V alloy (wt.%)Al V Fe C N O H T.0-6.2 4.15-4.18 㩳0.3 㩳0.1 0.034-0.035 0.062 0.0013 Ba處理實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)分為兩個部分：置氫實(shí)驗(yàn)和除氫實(shí)驗(yàn)。試樣中氫含量氫前后質(zhì)量差與置氫前質(zhì)量的比值）來確定，以重量百分比 wt子天平選用 Shimadzu公司生產(chǎn)的 AUW220D 型高精度電子天平氫實(shí)驗(yàn)和除氫實(shí)驗(yàn)都是在自制的鈦合金氫處理系統(tǒng)中進(jìn)行的，圖氫處理專用裝置，系統(tǒng)主要包括真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、氫氣供成。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG335

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本文編號：2670542