發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 22:09

【摘要】：Ti-V-Al合金因其具有低密度、優(yōu)異的機(jī)械加工性能和良好的可恢復(fù)應(yīng)變,是航天領(lǐng)域輕質(zhì)形狀記憶合金重要的備選合金之一。航天密封連接件對(duì)合金強(qiáng)度和形狀記憶效應(yīng)都有較高要求,Ti-V-Al合金的強(qiáng)度較低,不能滿足其要求。因此實(shí)驗(yàn)通過(guò)向Ti-V-Al合金中添加Cu元素開(kāi)發(fā)新型合金來(lái)滿足密封連接件的要求。本文系統(tǒng)的研究了Cu添加和熱機(jī)械處理對(duì)(Ti-13V-3Al)100-xCux(x=0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,5.0)合金組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、力學(xué)行為及形狀記憶效應(yīng)的影響規(guī)律。研究表明,Cu的添加改變了合金室溫組織。Cu含量低于0.5at.%時(shí),合金室溫組織為完全的α″馬氏體構(gòu)成,Cu含量為1.0at.%~1.5at.%時(shí),合金室溫組織為α″馬氏體、β相兩相共存。馬氏體板條之間呈現(xiàn)自協(xié)作狀態(tài),部分區(qū)域馬氏體變體間存在孿晶。Cu含量超過(guò)2.0at.%時(shí),合金室溫組織為β相+ω相組成。隨著Cu含量增大,合金馬氏體相變溫度下降,抗拉強(qiáng)度上升,延伸率下降,可恢復(fù)應(yīng)變先增大后減小。熱機(jī)械處理改變了合金的組織和性能。隨著退火溫度升高,(Ti-13V-3Al)99.5Cu0.5合金馬氏體相變溫度逐漸升高,抗拉強(qiáng)度下降,延伸率增大,可恢復(fù)應(yīng)變先增大后減小;而(Ti-13V-3Al)97.5Cu2.5合金馬氏體相變溫度逐漸下降,抗拉強(qiáng)度先下降后上升,延伸率先上升后下降,可恢復(fù)應(yīng)變先增大后減小。二者均在750℃退火時(shí)表現(xiàn)出最佳的記憶效應(yīng),可恢復(fù)應(yīng)變分別為5.3%和3.2%。(Ti-13V-3Al)99.5Cu0.5合金經(jīng)過(guò)較低退火后室溫組織為α″馬氏體、β相和α相組成。隨著退火溫度升高,β相和α相均減少,α″馬氏體擇優(yōu)取向。合金800℃退火時(shí),室溫組織中已經(jīng)沒(méi)有β相和α相的存在。(Ti-13V-3Al)97.5Cu2.5合金經(jīng)過(guò)較低溫度退火后室溫組織為α″馬氏體、β相和α相組成。隨著退火溫度升高,α相逐漸減少,α″馬氏體擇優(yōu)取向。合金經(jīng)800℃退火后,室溫組織中沒(méi)有α相存在,并且出現(xiàn)了ω相和兩種析出相,第一種為T(mén)i2Cu,第二種析出相中存在富Cu區(qū),其成分有待進(jìn)一步確定。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文金因其中的 Ni 元素對(duì)生物細(xì)胞具有毒害作用，而 Mo 元素則沒(méi)有這個(gè)困擾用 Ti-Mo 基形狀記憶合金取代 Ti-Ni 基形狀記憶合金作為生物醫(yī)療材料。C.H. Wang[16]等人研究了不同Mo含量的Ti-Mo二元合金在不同介質(zhì)(水和冷卻的性能變化，如圖 1-1 所示，發(fā)現(xiàn)水淬 Ti-Mo 合金的室溫組織由不同含、 "相和 ω 相組成，而空冷的 Ti-Mo 合金的室溫組織則為大量彌散分布在 ω 相，并沒(méi)有 "相出現(xiàn)。增加合金中 Mo 含量，發(fā)現(xiàn)水淬時(shí)合金室溫組織增多，Ti-12Mo 合金的最大可恢復(fù)應(yīng)變及超彈性分別達(dá)到 1%和 0.7%。證 Mo 含量和冷卻速度可以抑制 ω 相的形成，從而改善了合金性能。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 "相以及少量的β相組成，說(shuō)明在合金添加Al元素有抑制ω相析出的功著 Al 元素含量的提升，其形狀記憶效應(yīng)改善明顯，在 Ti-7Cr-3.0Al 合4.5Al 合金中，其最大可恢復(fù)應(yīng)變接近 3%。說(shuō)明向 Ti-Cr 合金中添加合改變合金的組織結(jié)構(gòu)，，并且有效的改善合金性能。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG139.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 周守理;形狀記憶合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用與進(jìn)展[J];天津冶金;1998年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊哲一;Ti-V-Al基輕質(zhì)記憶合金的馬氏體相變與力學(xué)行為[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 龔一夫;B摻雜Ti-V-Al輕質(zhì)高強(qiáng)記憶合金組織結(jié)構(gòu)與應(yīng)變恢復(fù)特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 王新旺;Sc摻雜Ti-V-Al形狀記憶合金馬氏體相變與應(yīng)變恢復(fù)特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 李威翰;Ti-V-Al合金的馬氏體相變與形狀記憶效應(yīng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2673271