鈦合金因其具有高的比強(qiáng)度、良好的塑性及韌性、優(yōu)異的耐腐蝕性以及高溫穩(wěn)定性,從而受到航天航空、海洋工程以及石油化工等領(lǐng)域的青睞。為了滿足各領(lǐng)域?qū)τ阝伜辖鸬男阅芤?新型鈦合金的研制以及對(duì)現(xiàn)有鈦合金性能潛力的充分挖掘便成為了當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本文以現(xiàn)有TC4鈦合金為研究對(duì)象,通過采用熱處理強(qiáng)化的手段來提升TC4鈦合金力學(xué)性能,從而充分挖掘其使用性能,擴(kuò)展其使用范圍,研究結(jié)果對(duì)于TC4鈦合金力學(xué)性能的提升具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文首先對(duì)TC4鈦合金材料的成分以及相變點(diǎn)溫度進(jìn)行了實(shí)測(cè),在此基礎(chǔ)上制定了固溶處理工藝以及時(shí)效處理工藝,通過采用XRD、SEM、TEM以及力學(xué)性測(cè)試等手段,探究了固溶處理過程中的固溶溫度、固溶時(shí)間以及冷卻方式對(duì)于微觀組織及相成分的影響,分析了時(shí)效處理過程中時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間對(duì)于微觀組織以及力學(xué)性能的影響,得到了TC4鈦合金固溶-時(shí)效熱處理過程中的析出強(qiáng)化機(jī)制。其次,開展了固溶處理過程中加熱階段和連續(xù)冷卻階段的相變行為研究,分別研究了不同加熱速率對(duì)于加熱過程中α→β相變行為的影響以及不同冷卻速率對(duì)于冷卻過程中β→α或β→α′相變行為的影響,并基于修訂的JMA模型建立了加熱過... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

原始材料

e) 980℃ f) 990℃圖 2-2 連續(xù)升溫金相法測(cè)得的 TC4 顯微組織2.2 試驗(yàn)方案2.2.1 鈦合金熱處理強(qiáng)化試驗(yàn)固溶處理試驗(yàn)采用線切割從TC4鈦合金板材上截取11mm 11mm 20mm的小方柱形樣品，經(jīng)砂紙對(duì)其表面切割痕跡進(jìn)行打磨后，在箱式電阻爐中進(jìn)行加熱，具體熱處理試驗(yàn)方案如圖2-3 a)所示。固溶處理溫度選取890℃、910℃、930℃、950℃的α+β相區(qū)進(jìn)行固溶，以及970℃的β單相區(qū)進(jìn)行固溶；固溶處理時(shí)間選取30min、60min、90min；冷卻方式選擇空冷和水冷。時(shí)效處理試驗(yàn)采用線切割從經(jīng)過930℃保溫1h水冷固溶處理后的TC4鈦合金板材上截取70mm 12mm 20mm的塊狀形樣品，經(jīng)砂紙對(duì)其表面切割痕跡進(jìn)行打磨后，在箱式電阻爐中進(jìn)行加熱，具體試驗(yàn)方案如圖2-3 b)所示。時(shí)效溫度分別為400℃、

2.2.2 熱膨脹試驗(yàn)熱膨脹試驗(yàn)采用L78 RITA 熱膨脹變形/相變測(cè)試儀熱膨脹快速相變儀進(jìn)行，試樣尺寸要求如圖2-4 a)所示，試驗(yàn)儀器如圖2-4 b)所示。L78 RITA熱膨脹快速相變儀采用高頻感應(yīng)加熱和氣體噴霧冷卻來實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制，最大加熱速率為100℃/s，控溫精度為 1℃，最大冷卻速率可達(dá)100℃/s，加熱過程中通入氬氣作為保護(hù)氣體。熱膨脹試驗(yàn)主要用于研究TC4鈦合金在固溶處理+時(shí)效處理過程中不同階段的相變行為，如加熱升溫過程中的相變行為以及冷卻過程中的相變行為。a)熱膨脹試樣尺 b) L78 RITA 熱膨脹變形/相變測(cè)試儀圖 2-4 熱膨試樣尺寸及熱膨脹儀1) 固溶處理加熱階段熱膨脹試驗(yàn)表 2-3 固溶處理加熱階段熱膨脹試驗(yàn)方案加熱速率/℃/s 加熱溫度℃（保溫時(shí)間） 冷卻速率/℃/s0.1 1150(10

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]航空發(fā)動(dòng)機(jī)用先進(jìn)高溫鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展[J]. 蔡建明,弭光寶,高帆,黃浩,曹京霞,黃旭,曹春曉.  材料工程. 2016(08)
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[9]固溶溫度對(duì)TA19鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 徐建偉,邊麗虹,薛強(qiáng),曾衛(wèi)東.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2015(06)
[10]醫(yī)用鈦合金的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 王運(yùn)鋒,何蕾,郭薇.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2015(01)

博士論文
[1]Ti60鈦合金相變動(dòng)力學(xué)及組織演變研究[D]. 孫峰.西北工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]固溶—時(shí)效對(duì)熱軋態(tài)TC18鈦合金顯微組織、力學(xué)性能和織構(gòu)的影響[D]. 鄧喆.中南大學(xué) 2014
[2]Ti-55531鈦合金連續(xù)升溫過程的相變研究[D]. 王廣楠.中南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2953178