基于高壓扭轉(zhuǎn)工藝的TA15鈦合金組織及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-04 11:44
鈦及鈦合金因具有密度小、耐熱性好、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、石油化工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為發(fā)展新技術(shù)、新工藝和新裝備必不可少的金屬材料。TA15鈦合金是一種高鋁含量的近α型鈦合金,具有中等的室溫和高溫強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性和焊接性能優(yōu)異,工藝塑性較好,多用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件或發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。為了使鈦合金滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的要求,傳統(tǒng)的方法主要是通過(guò)形變熱處理獲得理想的顯微組織狀態(tài),來(lái)提高鈦合金的綜合性能。近年來(lái),大塑性變形工藝由于其具有良好的操作性和適用性,被廣泛地應(yīng)用于制備超細(xì)晶材料,提高材料的力學(xué)性能。本文采用半限制型高壓扭轉(zhuǎn)模具,在不同工藝參數(shù)下對(duì)TA15鈦合金進(jìn)行了高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),通過(guò)金相組織觀察和X射線衍射技術(shù),分析了TA15鈦合金高壓扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn),深入研究了變形過(guò)程中顯微組織、亞結(jié)構(gòu)及變形織構(gòu)的演變規(guī)律。結(jié)果表明:TA15鈦合金經(jīng)高壓扭轉(zhuǎn)變形后組織得到有效細(xì)化,組織沿半徑方向和高度方向變形程度不均勻,增加扭轉(zhuǎn)圈數(shù)和加載壓力對(duì)組織細(xì)化均有促進(jìn)作用;隨著扭轉(zhuǎn)圈數(shù)增加,亞晶尺寸先減小后增大,微觀應(yīng)變逐漸增加,位錯(cuò)密度在扭轉(zhuǎn)4圈時(shí)達(dá)到飽和;隨著加載壓力增加,亞晶尺寸逐漸減小,微觀應(yīng)...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鈦及鈦合金的應(yīng)用
合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文中性元素包括 Sn、Zr 等,它們對(duì) /β 相度。為 鈦合金、 +β 鈦合金和 β 鈦合金,并 鈦合金(如圖 1.2 所示)。 鈦合金包括商業(yè)金。近 鈦合金中只添加了少量 β 穩(wěn)定元室溫下,其組織中含有 5%~40%的 β 相。界濃度,在快速水淬時(shí),β 相不發(fā)生馬氏態(tài)的 β 相。最后,單相 β 合金是傳統(tǒng)鈦合
圖 1.3 鈦合金典型微觀組織(a)等軸組織;(b)雙態(tài)組織;(c)網(wǎng)籃組織;(d)片層組織Fig 1.3 Typical microstructure of titanium alloy.1.4 鈦合金形變模式在鈦合金中除了傳統(tǒng)的位錯(cuò)滑移形變模式,還存在有孿晶形變模式[6]。1)滑移模式對(duì)于密排六方結(jié)構(gòu)的 相,主要滑移方向是沿<112—0>的三個(gè)密排方向,含 a 氏矢量的滑移面為(0002)晶面,三個(gè){101—0}晶面和六個(gè){101—1}晶面,這些滑和滑移方向能組成 12 個(gè)滑移系,如表 1.1 所示。實(shí)際上這 12 個(gè)滑移系可以簡(jiǎn) 4 個(gè)獨(dú)立的滑移系,因?yàn)榛葡?1 和滑移系 2 相互作用產(chǎn)生的形變與滑移系一樣的。根據(jù) von Mises 準(zhǔn)則,一個(gè)多晶體的純塑性變形至少需要 5 個(gè)獨(dú)立的系,因此會(huì)有一個(gè)非伯氏矢量的滑移系被激活,可能是[0001]滑移方向的 c 型<112—3>滑移方向的 c+a 型。當(dāng)對(duì)多晶體施加與 c 軸同向的應(yīng)力時(shí),根據(jù) von Mis則,a 型伯氏矢量滑移系和 c 型伯氏矢量位錯(cuò)均不會(huì)被激活,因?yàn)槠?Schmidt
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ti-6Al-4V合金的溫軋織構(gòu)演變[J]. 楊換平,王耀勉,李治陽(yáng). 稀有金屬材料與工程. 2017(09)
[2]高壓扭轉(zhuǎn)壓力對(duì)304不銹鋼組織及性能影響[J]. 田野,李萍,王久林,薛克敏,林泉. 塑性工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]相比例對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)Ti-6Al-4V合金晶粒細(xì)化及顯微硬度的影響[J]. 張文丼,付杰,黃毅,丁樺,Terence G.Langdon. 材料與冶金學(xué)報(bào). 2015(04)
[4]鈦合金的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 劉奇先,劉楊,高凱. 航天制造技術(shù). 2011(04)
[5]等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝對(duì)TA15合金顯微硬度的影響[J]. 趙嚴(yán),郭鴻鎮(zhèn),王濤,譚立軍,姚澤坤. 稀有金屬材料與工程. 2011(05)
[6]轉(zhuǎn)速對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)Cu試樣的組織與性能的影響[J]. 謝子令,武曉雷,謝季佳,洪友士. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]TB8鈦合金的熱變形組織與織構(gòu)[J]. 李萍,段園培,薛克敏,王曉溪,甘國(guó)強(qiáng). 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]退火熱處理對(duì)TA15鈦合金組織性能的影響[J]. 呂逸帆,孟祥軍,李士凱,余巍. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2009(05)
[9]Influence of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. 朱景川,王洋,劉勇,來(lái)忠紅,占家軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[10]連續(xù)ECAP技術(shù)制備超細(xì)晶鋁[J]. 陳彥博,趙晶磊,李英龍,宋丹,溫景林. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2006(12)
博士論文
[1]基于等徑角擠扭的SiC-Al粉末微—納結(jié)構(gòu)和力—熱性能[D]. 錢(qián)陳豪.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]TA15鈦合金熱強(qiáng)力旋壓組織演化規(guī)律及強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 陳勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]難熔金屬鎢高壓扭轉(zhuǎn)微觀組織演化及力-熱性能研究[D]. 孫大智.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于高壓扭轉(zhuǎn)的難熔金屬粉末組織及性能研究[D]. 田野.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]高壓扭轉(zhuǎn)純鋁和高鎂Al-Mg鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[D]. 王輝.江蘇大學(xué) 2016
[4]高壓扭轉(zhuǎn)處理超細(xì)晶純鈦微觀組織演變及熱穩(wěn)定性研究[D]. 劉德同.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]TA15鈦合金高溫變形機(jī)制及熱處理工藝研究[D]. 姚彭彭.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[6]相比例對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)TC4鈦合金晶粒細(xì)化及超塑性的影響[D]. 付杰.東北大學(xué) 2014
[7]室溫ECAP變形工業(yè)純鈦的織構(gòu)分析[D]. 王耿潔.西安建筑科技大學(xué) 2013
[8]Ti44Ni47Nb9形狀記憶合金管材組織、相變與織構(gòu)的研究[D]. 李玲霞.東北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3018248
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鈦及鈦合金的應(yīng)用
合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文中性元素包括 Sn、Zr 等,它們對(duì) /β 相度。為 鈦合金、 +β 鈦合金和 β 鈦合金,并 鈦合金(如圖 1.2 所示)。 鈦合金包括商業(yè)金。近 鈦合金中只添加了少量 β 穩(wěn)定元室溫下,其組織中含有 5%~40%的 β 相。界濃度,在快速水淬時(shí),β 相不發(fā)生馬氏態(tài)的 β 相。最后,單相 β 合金是傳統(tǒng)鈦合
圖 1.3 鈦合金典型微觀組織(a)等軸組織;(b)雙態(tài)組織;(c)網(wǎng)籃組織;(d)片層組織Fig 1.3 Typical microstructure of titanium alloy.1.4 鈦合金形變模式在鈦合金中除了傳統(tǒng)的位錯(cuò)滑移形變模式,還存在有孿晶形變模式[6]。1)滑移模式對(duì)于密排六方結(jié)構(gòu)的 相,主要滑移方向是沿<112—0>的三個(gè)密排方向,含 a 氏矢量的滑移面為(0002)晶面,三個(gè){101—0}晶面和六個(gè){101—1}晶面,這些滑和滑移方向能組成 12 個(gè)滑移系,如表 1.1 所示。實(shí)際上這 12 個(gè)滑移系可以簡(jiǎn) 4 個(gè)獨(dú)立的滑移系,因?yàn)榛葡?1 和滑移系 2 相互作用產(chǎn)生的形變與滑移系一樣的。根據(jù) von Mises 準(zhǔn)則,一個(gè)多晶體的純塑性變形至少需要 5 個(gè)獨(dú)立的系,因此會(huì)有一個(gè)非伯氏矢量的滑移系被激活,可能是[0001]滑移方向的 c 型<112—3>滑移方向的 c+a 型。當(dāng)對(duì)多晶體施加與 c 軸同向的應(yīng)力時(shí),根據(jù) von Mis則,a 型伯氏矢量滑移系和 c 型伯氏矢量位錯(cuò)均不會(huì)被激活,因?yàn)槠?Schmidt
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ti-6Al-4V合金的溫軋織構(gòu)演變[J]. 楊換平,王耀勉,李治陽(yáng). 稀有金屬材料與工程. 2017(09)
[2]高壓扭轉(zhuǎn)壓力對(duì)304不銹鋼組織及性能影響[J]. 田野,李萍,王久林,薛克敏,林泉. 塑性工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]相比例對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)Ti-6Al-4V合金晶粒細(xì)化及顯微硬度的影響[J]. 張文丼,付杰,黃毅,丁樺,Terence G.Langdon. 材料與冶金學(xué)報(bào). 2015(04)
[4]鈦合金的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 劉奇先,劉楊,高凱. 航天制造技術(shù). 2011(04)
[5]等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝對(duì)TA15合金顯微硬度的影響[J]. 趙嚴(yán),郭鴻鎮(zhèn),王濤,譚立軍,姚澤坤. 稀有金屬材料與工程. 2011(05)
[6]轉(zhuǎn)速對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)Cu試樣的組織與性能的影響[J]. 謝子令,武曉雷,謝季佳,洪友士. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]TB8鈦合金的熱變形組織與織構(gòu)[J]. 李萍,段園培,薛克敏,王曉溪,甘國(guó)強(qiáng). 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]退火熱處理對(duì)TA15鈦合金組織性能的影響[J]. 呂逸帆,孟祥軍,李士凱,余巍. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2009(05)
[9]Influence of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. 朱景川,王洋,劉勇,來(lái)忠紅,占家軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[10]連續(xù)ECAP技術(shù)制備超細(xì)晶鋁[J]. 陳彥博,趙晶磊,李英龍,宋丹,溫景林. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2006(12)
博士論文
[1]基于等徑角擠扭的SiC-Al粉末微—納結(jié)構(gòu)和力—熱性能[D]. 錢(qián)陳豪.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]TA15鈦合金熱強(qiáng)力旋壓組織演化規(guī)律及強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 陳勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]難熔金屬鎢高壓扭轉(zhuǎn)微觀組織演化及力-熱性能研究[D]. 孫大智.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于高壓扭轉(zhuǎn)的難熔金屬粉末組織及性能研究[D]. 田野.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]高壓扭轉(zhuǎn)純鋁和高鎂Al-Mg鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[D]. 王輝.江蘇大學(xué) 2016
[4]高壓扭轉(zhuǎn)處理超細(xì)晶純鈦微觀組織演變及熱穩(wěn)定性研究[D]. 劉德同.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]TA15鈦合金高溫變形機(jī)制及熱處理工藝研究[D]. 姚彭彭.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[6]相比例對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)TC4鈦合金晶粒細(xì)化及超塑性的影響[D]. 付杰.東北大學(xué) 2014
[7]室溫ECAP變形工業(yè)純鈦的織構(gòu)分析[D]. 王耿潔.西安建筑科技大學(xué) 2013
[8]Ti44Ni47Nb9形狀記憶合金管材組織、相變與織構(gòu)的研究[D]. 李玲霞.東北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3018248
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