鈦合金具有較好的動(dòng)態(tài)強(qiáng)塑性匹配,被應(yīng)用于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部領(lǐng)域。北京理工大學(xué)自主研發(fā)β20C鈦合金經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理獲得超細(xì)等軸晶組織具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)強(qiáng)塑性匹配,但其形成機(jī)制須深入研究,熱處理工藝的穩(wěn)定性仍待提高。本文基于相場(chǎng)方法開(kāi)展對(duì)β20C鈦合金熱處理微觀組織演變過(guò)程的研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)顯微組織演變的模擬,達(dá)到控制微觀組織形成的目的,獲得主要的工藝參數(shù)對(duì)微觀組織形貌影響的規(guī)律,為優(yōu)化工藝及參數(shù)提供理論依據(jù)。（1）基于相場(chǎng)方法建立了β20C鈦合金熱處理微觀組織演變過(guò)程的相場(chǎng)模型。利用Thermo-Calc熱力學(xué)軟件計(jì)算了熵、吉布斯自由能、驅(qū)動(dòng)力等熱力學(xué)參數(shù)。建立了一種關(guān)于β20C鈦合金相界面遷移率的計(jì)算方法,分別通過(guò)1013K、1153K保溫實(shí)驗(yàn)獲得了α/β相界面遷移率,結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了其相界面遷移率與溫度的關(guān)系。（2）通過(guò)與兩種典型熱處理過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化分析,得到了準(zhǔn)確模擬β20C鈦合金熱處理微觀組織演變過(guò)程的相場(chǎng)模型,通過(guò)將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證并優(yōu)化了所建立的相場(chǎng)模型。在此基礎(chǔ)上,對(duì)雙退火熱處理工藝進(jìn)行微觀組織模擬,最后模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相含量分別為63.66%和61.00%,最大差... 

【文章來(lái)源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)與空間/時(shí)間尺度關(guān)系圖

用了相場(chǎng)方法、朗道理論和金茲堡朗道等理論，應(yīng)用了多相場(chǎng)鈦合金熱處理和晶界遷移率等知識(shí)，此外，使用了 Thermo-Calc MICRESS 相場(chǎng)模擬軟件。微觀組織演變基本理論法（Phase Field Method）是基于金茲堡-朗道相變理論，結(jié)合自合考慮有序化勢(shì)與熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力的作用，對(duì)微觀組織以及界面仿真計(jì)算。通過(guò)引入序參量 來(lái)描述微觀組織的狀態(tài)， =0 和 1出相，0 < < 1 的區(qū)域表示界面。這樣的方式避免了對(duì)復(fù)雜界，提高了計(jì)算效率。

圖 2.3 相圖計(jì)算原理圖過(guò)吉布斯自由能建模及相平衡計(jì)算，將以往相對(duì)一起來(lái)，為進(jìn)一步描述材料相變和組織演化過(guò)程基礎(chǔ)上，以溫度 T、壓力 P 和成分 n 作為基本變量組成相，總的吉布斯自由能 G 由常壓下的自由能G T,P,n = G T,P,n G(T,P P0, )ni為各組元。計(jì)算常壓條件下熱力學(xué)性質(zhì)時(shí)，通常學(xué)描述，關(guān)于純組元 i 中單相 的自由能表示為°ice Stability），吉布斯自由能描述為：= , .1橐

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]ZL205鋁合金軸對(duì)稱(chēng)件熱處理過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 黃鶴.  鑄造技術(shù). 2015(09)
[2]Al-Si合金凝固過(guò)程中的計(jì)算機(jī)模擬與分析[J]. 呂麥絲,李麗娜,趙昱明.  鑄造技術(shù). 2015(01)
[3]熱處理對(duì)Ti-6Al-4V鈦合金力學(xué)性能的影響研究[J]. 劉婉穎,朱毅科,施太和,邵登全.  熱加工工藝. 2013(18)
[4]鈦合金固態(tài)相變的歸納與討論（Ⅴ）——相與相變談[J]. 辛社偉.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2013(03)
[5]一種新型近β鈦合金熱處理過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大規(guī)律研究[J]. 周偉,葛鵬,盧亞峰,李倩,盧金文,常江.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2012(05)
[6]熱處理對(duì)Ti-6Al-7Nb鈦合金組織及性能的影響[J]. 唐曉東,杜予晅,劉向宏.  熱加工工藝. 2011(22)
[7]TC11鈦合金熱加工靜態(tài)球化過(guò)程（英文）[J]. 陳慧琴,曹春曉.  稀有金屬材料與工程. 2011(06)
[8]一種近β型鈦合金的熱處理響應(yīng)[J]. 周偉,葛鵬,趙永慶,吳歡,李倩,陳軍.  稀有金屬材料與工程. 2010(04)
[9]TC11鈦合金片層組織熱變形球化機(jī)制[J]. 陳慧琴,曹春曉,郭靈,林海.  稀有金屬材料與工程. 2009(03)
[10]關(guān)于鈦合金熱處理和析出相的討論[J]. 辛社偉,趙永慶.  金屬熱處理. 2006(09)



本文編號(hào)：3004650