核—?dú)そY(jié)構(gòu)鈦合金材料的高溫氧化行為研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 21:41
鈦及鈦合金因其優(yōu)異的綜合性能而常被作為高溫結(jié)構(gòu)部件,應(yīng)用于航空、航天和汽車(chē)等領(lǐng)域。其中,純鈦和TC4合金是應(yīng)用最為廣泛的鈦合金材料,其長(zhǎng)時(shí)間工作溫度可達(dá)350℃。近年來(lái),隨著鈦合金的不斷發(fā)展,開(kāi)發(fā)低成本和高性能的新型鈦合金成為鈦合金材料研究的關(guān)鍵課題。本課題組主要通過(guò)引入呈網(wǎng)狀分布的核殼結(jié)構(gòu)微粒來(lái)實(shí)現(xiàn)鈦合金材料的改性,結(jié)構(gòu)表明其具有優(yōu)異的力學(xué)性能。但是,當(dāng)合金在高溫條件下使用時(shí),其抗氧化性能是制約合金能否長(zhǎng)期服役的關(guān)鍵因素。本文首先對(duì)比研究基體鈦合金和核殼結(jié)構(gòu)鈦合金在600℃和700℃下的氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律。其次,通過(guò)采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能量分散譜儀(EDS)等分析方法研究氧化膜的物相成分、表面形貌、截面結(jié)構(gòu)及元素成分分布。最后,討論分析核殼結(jié)構(gòu)對(duì)鈦合金高溫氧化行為的影響機(jī)理。得出以下結(jié)論:1.核殼結(jié)構(gòu)Ti-O合金在600℃和700℃的氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律均符合拋物線規(guī)律,并且其氧化膜的物相成分與同等氧化條件下純鈦氧化膜的物相成分相同。但是,在600℃下氧化時(shí),核殼結(jié)構(gòu)Ti-O合金的抗高溫氧化性能劣于純Ti,而在700℃下氧化時(shí),規(guī)律截然相反。造成這種現(xiàn)象的主要原...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金屬氧化示意圖
[56]中所提到的鈦基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念相似,核殼結(jié)構(gòu)鈦合金材料的制備過(guò)程(圖1-2)是通過(guò)對(duì)鈦基體粉末顆粒進(jìn)行熱處理(滲氧或滲氮)獲得以滲氧層或滲氮層(硬相)為殼,鈦基體本身(軟相)為核而形成的符合H-S理論上限模型結(jié)構(gòu)特征(圖1-3)的核殼結(jié)構(gòu)單元,并且在隨后的放電等離子體燒結(jié)過(guò)程中充分保留了鈦基體單元的完整性,從而能夠在更大程度上優(yōu)化鈦合金材料的性能。圖1-2 樣品制備過(guò)程示意圖Fig. 1-2 A schematic illustration depicting the formation procedures of the samples
限隨增強(qiáng)相含量變化曲線(灰色區(qū)域?yàn)橛蚕啵譶 bounds, black area and white area represent the reinphase respectively結(jié)燒結(jié)過(guò)程中晶?焖偕L(zhǎng)和溶質(zhì)充分?jǐn)U散的末冶金燒結(jié)工藝制備[11]。放電等離子體燒結(jié)來(lái)新生的一種快速燒結(jié)工藝,由于其燒結(jié)過(guò)中晶粒的快速生長(zhǎng)和溶質(zhì)的充分?jǐn)U散,因此和復(fù)合材料[58]。圖1-4為日本住友石碳礦業(yè)株由軸向壓力裝置和燒結(jié)模具、脈沖電流發(fā)生結(jié)過(guò)程中,通過(guò)各個(gè)部分的協(xié)同作用從而制織。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]富氮網(wǎng)狀核殼結(jié)構(gòu)Ti-6Al-4V合金組織和力學(xué)性能研究[J]. 張波,周宣,董龍龍,曹輝輝,張于勝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2018(07)
[2]連續(xù)SiC纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研制[J]. 黃浩,王敏涓,李虎,李四青,張書(shū)銘,李臻熙,黃旭,解川. 航空制造技術(shù). 2018(14)
[3]高溫氧化后Ti6Al4V合金滲氧層的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 潘仁靜,張洋,張顯程,涂善東,錢(qián)夏夷. 機(jī)械工程材料. 2016(11)
[4]非連續(xù)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料制備技術(shù)與研究進(jìn)展[J]. 韓遠(yuǎn)飛,邱培坤,孫相龍,馮家浩,王立強(qiáng),呂維潔. 航空制造技術(shù). 2016(15)
[5]TC4鈦合金高溫氧化行為[J]. 曾尚武,江海濤,趙愛(ài)民. 稀有金屬材料與工程. 2015(11)
[6]核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃凌峰,劉建明,楊永琦,程旭瑩,魯秋源,劉通. 熱噴涂技術(shù). 2014(03)
[7]鈦合金氧化行為研究進(jìn)展[J]. 李旭升,辛社偉,毛小南,李倩,葛鵬,周偉. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2014(03)
[8]工業(yè)純鈦的高溫?zé)嵫趸袨閇J]. 李旭,彭小燕,段雨露,張履國(guó),趙以容,王學(xué)文,徐國(guó)富. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[9]西北有色金屬研究院鈦合金研究進(jìn)展[J]. 白保良,朱梅生. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2013(03)
[10]Ti600合金的高溫氧化行為研究[J]. 湯海芳,趙永慶,洪權(quán),王震. 稀有金屬材料與工程. 2012(07)
博士論文
[1](Ti5Si3-TiAl)/TiAl層狀復(fù)合板組織形成機(jī)制與高溫力學(xué)及抗氧化行為[D]. 張桐桐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]放電等離子燒結(jié)Ni3Al及其復(fù)合材料的高溫壓縮與抗氧化性能[D]. 曹?chē)?guó)劍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料TiAl3涂層制備及氧化性能[D]. 謝瑩瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(TiBw+TiCp)/TC4復(fù)合材料高溫抗氧化與力學(xué)性能研究[D]. 付玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3219254
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金屬氧化示意圖
[56]中所提到的鈦基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念相似,核殼結(jié)構(gòu)鈦合金材料的制備過(guò)程(圖1-2)是通過(guò)對(duì)鈦基體粉末顆粒進(jìn)行熱處理(滲氧或滲氮)獲得以滲氧層或滲氮層(硬相)為殼,鈦基體本身(軟相)為核而形成的符合H-S理論上限模型結(jié)構(gòu)特征(圖1-3)的核殼結(jié)構(gòu)單元,并且在隨后的放電等離子體燒結(jié)過(guò)程中充分保留了鈦基體單元的完整性,從而能夠在更大程度上優(yōu)化鈦合金材料的性能。圖1-2 樣品制備過(guò)程示意圖Fig. 1-2 A schematic illustration depicting the formation procedures of the samples
限隨增強(qiáng)相含量變化曲線(灰色區(qū)域?yàn)橛蚕啵譶 bounds, black area and white area represent the reinphase respectively結(jié)燒結(jié)過(guò)程中晶?焖偕L(zhǎng)和溶質(zhì)充分?jǐn)U散的末冶金燒結(jié)工藝制備[11]。放電等離子體燒結(jié)來(lái)新生的一種快速燒結(jié)工藝,由于其燒結(jié)過(guò)中晶粒的快速生長(zhǎng)和溶質(zhì)的充分?jǐn)U散,因此和復(fù)合材料[58]。圖1-4為日本住友石碳礦業(yè)株由軸向壓力裝置和燒結(jié)模具、脈沖電流發(fā)生結(jié)過(guò)程中,通過(guò)各個(gè)部分的協(xié)同作用從而制織。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]富氮網(wǎng)狀核殼結(jié)構(gòu)Ti-6Al-4V合金組織和力學(xué)性能研究[J]. 張波,周宣,董龍龍,曹輝輝,張于勝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2018(07)
[2]連續(xù)SiC纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研制[J]. 黃浩,王敏涓,李虎,李四青,張書(shū)銘,李臻熙,黃旭,解川. 航空制造技術(shù). 2018(14)
[3]高溫氧化后Ti6Al4V合金滲氧層的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 潘仁靜,張洋,張顯程,涂善東,錢(qián)夏夷. 機(jī)械工程材料. 2016(11)
[4]非連續(xù)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料制備技術(shù)與研究進(jìn)展[J]. 韓遠(yuǎn)飛,邱培坤,孫相龍,馮家浩,王立強(qiáng),呂維潔. 航空制造技術(shù). 2016(15)
[5]TC4鈦合金高溫氧化行為[J]. 曾尚武,江海濤,趙愛(ài)民. 稀有金屬材料與工程. 2015(11)
[6]核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃凌峰,劉建明,楊永琦,程旭瑩,魯秋源,劉通. 熱噴涂技術(shù). 2014(03)
[7]鈦合金氧化行為研究進(jìn)展[J]. 李旭升,辛社偉,毛小南,李倩,葛鵬,周偉. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2014(03)
[8]工業(yè)純鈦的高溫?zé)嵫趸袨閇J]. 李旭,彭小燕,段雨露,張履國(guó),趙以容,王學(xué)文,徐國(guó)富. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[9]西北有色金屬研究院鈦合金研究進(jìn)展[J]. 白保良,朱梅生. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2013(03)
[10]Ti600合金的高溫氧化行為研究[J]. 湯海芳,趙永慶,洪權(quán),王震. 稀有金屬材料與工程. 2012(07)
博士論文
[1](Ti5Si3-TiAl)/TiAl層狀復(fù)合板組織形成機(jī)制與高溫力學(xué)及抗氧化行為[D]. 張桐桐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]放電等離子燒結(jié)Ni3Al及其復(fù)合材料的高溫壓縮與抗氧化性能[D]. 曹?chē)?guó)劍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料TiAl3涂層制備及氧化性能[D]. 謝瑩瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(TiBw+TiCp)/TC4復(fù)合材料高溫抗氧化與力學(xué)性能研究[D]. 付玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3219254
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3219254.html
最近更新
教材專(zhuān)著