高強塑Ti-Mo-Zr合金的設計及變形機理研究
發(fā)布時間:2020-12-27 13:32
鈦合金由于密度低、比強度高、耐腐蝕性能優(yōu)良以及良好的生物相容性,廣泛應用于航空航天、生物醫(yī)藥、化工領域等。然而,相比于不銹鋼和CoCr合金等,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)用鈦合金表現(xiàn)出兩大明顯不足:低的塑性和差的加工硬化能力。這些不足限制了鈦合金在高強度和高塑性的條件下的應用和發(fā)展。針對以上問題,本文將不銹鋼中的TRIP/TWIP效應(TRIP:相變誘發(fā)塑性變形;TWIP:孿晶誘發(fā)的塑性變形)引入到鈦合金設計中,采用d-電子設計方法和控制合金電子濃度(e/a)的策略,通過控制合金的β穩(wěn)定性,以Ti-12Mo合金為研究基礎,設計具有TRIP/TWIP效應的新型Ti-Mo基鈦合金結(jié)構(gòu)材料,使該合金具有高強高塑性和良好的加工硬化行為。借助Instron萬能拉伸試驗機,光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、電子背散射衍射技術(EBSD)和透射電子顯微鏡(TEM)等測試表征手段,研究設計的具有TRIP/TWIP效應Ti-Mo基合金的力學性能、顯微組織演化及變形機理。實驗結(jié)果表明,設計的Ti-12Mo-Zr合金都具有優(yōu)異的綜合性能。Ti-12Mo-5Zr合金的屈服強度約640MPa,抗拉強度(UTS)約1.0...
【文章來源】:中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 鈦合金的分類
1.3 β鈦合金
1.4 亞穩(wěn)β型鈦合金的力學性能
1.5 亞穩(wěn)β型鈦合金變形機理和組織演變模型
1.6 亞穩(wěn)β鈦合金研究現(xiàn)狀
1.7 本實驗研究內(nèi)容
2 成分設計及實驗內(nèi)容
2.1 合金成分設計
2.2 合金制備及處理
2.3 熱處理工藝
2.4 實驗設備
2.5 合金測試與表征
2.6 本章小結(jié)
3 TRIP/TWIP Ti-12Mo-5Zr合金性能分析及組織演化
3.1 Ti12Mo5Zr合金固溶態(tài)組織
3.2 Ti12Mo5Zr合金軋制態(tài)相組成
3.3 Ti12Mo5Zr合金力學性能
3.4 Ti12Mo5Zr合金變形過程中顯微組織的演變
3.5 Ti12Mo5Zr合金的變形機理討論
3.6 本章小結(jié)
4 TWIP Ti12Mo15Zr合金的性能分析及組織演化
4.1 Ti12Mo15Zr合金固溶態(tài)的相組成分析
4.2 Ti12Mo15Zr合金軋制態(tài)的相組成分析
4.3 Ti12Mo15Zr合金的力學性能分析
4.4 Ti12Mo15Zr合金變形過程中的顯微組織及變形機理研究
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有高強高塑性和良好加工硬化行為的新型亞穩(wěn)β鈦合金設計及發(fā)展[J]. 張金勇,李金山,陳正,孟慶坤,張平,沈承金,沈?qū)汖?Sun Fan. 稀有金屬材料與工程. 2018(09)
[2]{332}<113>孿晶與等溫ω相的組合對不同O含量Ti-15Mo合金力學性能的影響[J]. 閔小華,向力,李明佳,姚凱,江村聰,程從前,土谷浩一. 金屬學報. 2018(09)
[3]鉬含量對鈦鉬合金組織和力學性能的影響[J]. 范興平,任小青. 熱加工工藝. 2017(06)
[4]亞穩(wěn)β型鈦合金中的{332}〈113〉變形孿晶[J]. 陳斌,孫威,趙頡,胡常青. 材料工程. 2017(01)
[5]鈦鉬合金吸氫前后力學性能變化研究[J]. 毛育紅,邴文增,晏洪波,周曉松,黃剛,張偉光,龍興貴. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2016(02)
[6]{112}<111>孿生的形核和長大及終止的ω點陣機制[J]. 吳松全,楊義,李閣平,平德海,胡青苗,楊銳. 金屬學報. 2016(02)
[7]高錳TWIP/TRIP鋼研究進展與應用[J]. 張維娜,劉振宇,王國棟. 中國工程科學. 2014(01)
[8]TB3鈦合金絲材的熱處理工藝[J]. 劉娣,張利軍,白鈺,薛祥義,陳濤. 熱加工工藝. 2013(22)
[9]Ti-1023鈦合金大規(guī)格棒材的研究[J]. 張維,王凱旋,王濤,何永勝,賴運金,張豐收. 熱加工工藝. 2013(17)
[10]鈦合金材料在我國航空緊固件中的應用[J]. 張利軍,王幸運,郭啟義,謝田,薛祥義,常輝. 航空制造技術. 2013(16)
博士論文
[1]Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系鈦合金中擴散及β→α相變的動力學研究[D]. 陳逸.西北工業(yè)大學 2015
[2]新型高強β鈦合金的熱處理和微合金化以及高溫變形行為研究[D]. 杜趙新.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]Ti-B19合金的固態(tài)相變動力學及其組織演變規(guī)律[D]. 常輝.西北工業(yè)大學 2006
碩士論文
[1]低成本Ti-Al-V-Fe-O合金的組織和性能[D]. 陳云.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]生物醫(yī)用新型低彈性模量亞穩(wěn)β鈦合金的設計及性能研究[D]. 趙立臣.河北工業(yè)大學 2007
本文編號:2941822
【文章來源】:中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 鈦合金的分類
1.3 β鈦合金
1.4 亞穩(wěn)β型鈦合金的力學性能
1.5 亞穩(wěn)β型鈦合金變形機理和組織演變模型
1.6 亞穩(wěn)β鈦合金研究現(xiàn)狀
1.7 本實驗研究內(nèi)容
2 成分設計及實驗內(nèi)容
2.1 合金成分設計
2.2 合金制備及處理
2.3 熱處理工藝
2.4 實驗設備
2.5 合金測試與表征
2.6 本章小結(jié)
3 TRIP/TWIP Ti-12Mo-5Zr合金性能分析及組織演化
3.1 Ti12Mo5Zr合金固溶態(tài)組織
3.2 Ti12Mo5Zr合金軋制態(tài)相組成
3.3 Ti12Mo5Zr合金力學性能
3.4 Ti12Mo5Zr合金變形過程中顯微組織的演變
3.5 Ti12Mo5Zr合金的變形機理討論
3.6 本章小結(jié)
4 TWIP Ti12Mo15Zr合金的性能分析及組織演化
4.1 Ti12Mo15Zr合金固溶態(tài)的相組成分析
4.2 Ti12Mo15Zr合金軋制態(tài)的相組成分析
4.3 Ti12Mo15Zr合金的力學性能分析
4.4 Ti12Mo15Zr合金變形過程中的顯微組織及變形機理研究
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有高強高塑性和良好加工硬化行為的新型亞穩(wěn)β鈦合金設計及發(fā)展[J]. 張金勇,李金山,陳正,孟慶坤,張平,沈承金,沈?qū)汖?Sun Fan. 稀有金屬材料與工程. 2018(09)
[2]{332}<113>孿晶與等溫ω相的組合對不同O含量Ti-15Mo合金力學性能的影響[J]. 閔小華,向力,李明佳,姚凱,江村聰,程從前,土谷浩一. 金屬學報. 2018(09)
[3]鉬含量對鈦鉬合金組織和力學性能的影響[J]. 范興平,任小青. 熱加工工藝. 2017(06)
[4]亞穩(wěn)β型鈦合金中的{332}〈113〉變形孿晶[J]. 陳斌,孫威,趙頡,胡常青. 材料工程. 2017(01)
[5]鈦鉬合金吸氫前后力學性能變化研究[J]. 毛育紅,邴文增,晏洪波,周曉松,黃剛,張偉光,龍興貴. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2016(02)
[6]{112}<111>孿生的形核和長大及終止的ω點陣機制[J]. 吳松全,楊義,李閣平,平德海,胡青苗,楊銳. 金屬學報. 2016(02)
[7]高錳TWIP/TRIP鋼研究進展與應用[J]. 張維娜,劉振宇,王國棟. 中國工程科學. 2014(01)
[8]TB3鈦合金絲材的熱處理工藝[J]. 劉娣,張利軍,白鈺,薛祥義,陳濤. 熱加工工藝. 2013(22)
[9]Ti-1023鈦合金大規(guī)格棒材的研究[J]. 張維,王凱旋,王濤,何永勝,賴運金,張豐收. 熱加工工藝. 2013(17)
[10]鈦合金材料在我國航空緊固件中的應用[J]. 張利軍,王幸運,郭啟義,謝田,薛祥義,常輝. 航空制造技術. 2013(16)
博士論文
[1]Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系鈦合金中擴散及β→α相變的動力學研究[D]. 陳逸.西北工業(yè)大學 2015
[2]新型高強β鈦合金的熱處理和微合金化以及高溫變形行為研究[D]. 杜趙新.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]Ti-B19合金的固態(tài)相變動力學及其組織演變規(guī)律[D]. 常輝.西北工業(yè)大學 2006
碩士論文
[1]低成本Ti-Al-V-Fe-O合金的組織和性能[D]. 陳云.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]生物醫(yī)用新型低彈性模量亞穩(wěn)β鈦合金的設計及性能研究[D]. 趙立臣.河北工業(yè)大學 2007
本文編號:2941822
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