鈦及鈦合金材料因其特有的低密度、高強(qiáng)度、耐高溫等優(yōu)良的綜合性能,被廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)領(lǐng)域。隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展,特別是飛行器設(shè)計(jì)中“耐久性/損傷容限”理念的引入,對既有高斷裂韌性,又有低裂紋擴(kuò)展速率的損傷容限型合金的需求不斷加大。TC4ELI即低間隙TC4,是在TC4鈦合金基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化、調(diào)整其合金元素含量,降低雜質(zhì)元素,嚴(yán)格控制“O”含量等方式,發(fā)展而來的一種具有高斷裂韌性和低裂紋擴(kuò)展速率的中等強(qiáng)度損傷容限型鈦合金,該鈦合金以其成分簡單、鍛造加工和成型性能優(yōu)異等特點(diǎn),適用于制造飛機(jī)重要的承力結(jié)構(gòu)零部件,如大框、梁及接頭結(jié)構(gòu)件等,滿足長壽命、安全可靠的設(shè)計(jì)要求。本文根據(jù)TC4ELI合金特點(diǎn),結(jié)合TC4鈦合金棒材的鍛造工藝,進(jìn)行TC4ELI大規(guī)格棒材鍛造工藝研究,確定了變形量、變形應(yīng)變速率及鍛造溫度等。通過對比分析TC4ELI大規(guī)格棒材顯微組織與各項(xiàng)性能,從而確定了TC4ELI大規(guī)格棒材的鍛造工藝:即多火次大變形量鐓拔+換向鍛造。通過對不同熱處理制度下,TC4ELI大規(guī)格棒材組織和力學(xué)性能的研究分析、確定其熱處理制度為普通退火,并對TC4ELI合金棒材的組織均勻性進(jìn)行了深入研究。研究... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

應(yīng)變速率對Ti-6Al-4V合金流動(dòng)應(yīng)力的影響

西安建筑科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文11圖1-2α+β鍛造時(shí)組織形成規(guī)律示意圖(2)β鍛造工藝鈦合金的β鍛造是指在相變點(diǎn)以上50℃進(jìn)行初始鍛造加工，其鍛造過程全部或主要的在β相區(qū)完成，當(dāng)其鍛造完成并冷卻后，組織狀態(tài)為片狀魏氏體組織，熱加工性及熱穩(wěn)定性均較差[76]。β鍛造過程中，組織由晶粒組織形成階段和晶內(nèi)組織形成階段兩部分作用影響最終組織形態(tài)，在相變點(diǎn)以上加工，隨變形量的不斷深入，β晶粒的尺寸和形態(tài)發(fā)生變化。變形過程中，沿著金屬流動(dòng)方向等軸組織被壓扁并拉長，在這過程中晶粒內(nèi)部也產(chǎn)生變形擠壓。隨著鍛造的深入，溫度保持在相變點(diǎn)以上，β相發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，這些結(jié)晶顆粒尺寸較小，足夠的溫度使這些顆粒在變形區(qū)域內(nèi)形核長大，再結(jié)晶后形成等軸組織，加工完成后隨著鍛件溫度的降低，形成魏氏組織。經(jīng)過β鍛造后鈦合金的斷裂韌度、沖擊初性和抗蠕變強(qiáng)度均得到有效改善，但常溫狀態(tài)下的材料塑性變差，尤其斷面收縮率指標(biāo)下滑嚴(yán)重，即形成“脆性”。(3)近β鍛造鈦合金的近β鍛造是指在接近相變點(diǎn)的溫度進(jìn)行的鍛造工藝，近β鍛造是在鈦合金常規(guī)鍛造的基礎(chǔ)上進(jìn)行嘗試的，將金屬材料的加熱溫度提高到相變點(diǎn)以下10～20℃進(jìn)行鍛造，冷卻方式采用快速冷卻，在通過一系列的熱處理的方式進(jìn)行鍛件的組織重構(gòu)，以獲得一種三態(tài)組織：即以片狀α相為主，并含有少量的等軸α相的網(wǎng)籃組織，還含有一定量的β轉(zhuǎn)變組織的復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)能有將各種組織的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行組合，其室溫力學(xué)性能，高溫力學(xué)性能、塑性指標(biāo)、斷裂韌性、蠕變性能等得到了綜合性的改善，并且提高了原有材料的使用溫度。近β鍛造工藝復(fù)雜，但鍛造后的鈦合金產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，主要應(yīng)用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)件以及飛機(jī)關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)件。(4)準(zhǔn)β鍛造為了解決通過β鍛造工?

西安建筑科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文擠，形成鼓形，如圖 3-1。兩個(gè)陰影面的三角椎體為Ⅰ區(qū)，其加工中的形變最�。虎騾^(qū)在金屬的中間區(qū)域，形變最大；沿棒材表面環(huán)形區(qū)域?yàn)棰髤^(qū)，形變適中，如圖 3-2。變形不均勻改變了金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)，中心Ⅱ區(qū)受壓應(yīng)力，有利于塑性變形，外圍Ⅲ區(qū)受拉應(yīng)力，當(dāng)金屬的塑性和強(qiáng)度不能抵抗這種拉應(yīng)力時(shí)，就產(chǎn)生縱向裂紋。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低溫固溶及時(shí)效處理對TC4鈦合金棒材組織及力學(xué)性能的影響[J]. 杜剛,孫小平,高玉社,王瑋東,侯峰起,付寶全,劉向宏.  稀有金屬材料與工程. 2018(06)
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博士論文
[1]損傷容限型TC4-DT合金鍛件組織性能控制研究[D]. 彭小娜.西北工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]TC4-DT鈦合金熱加工工藝研究[D]. 劉洋.燕山大學(xué) 2017
[2]TC4-DT鈦合金熱變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織演變的模擬研究[D]. 王小芳.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]損傷容限型鈦合金加工性能研究[D]. 林堯.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]熱處理對TC21鈦合金組織和性能的影響[D]. 張民.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3598435