本文關(guān)鍵詞：含碳Ti-Fe基合金的組織性能研究

  更多相關(guān)文章： Ti-Fe合金 微合金化 力學(xué)性能 微觀組織

【摘要】：近年來,鈦合金的低成本化已成為國內(nèi)外鈦工業(yè)領(lǐng)域研究的重要方向。已有報(bào)道表明,Ti65Fe35合金的室溫壓縮屈服強(qiáng)度為1800MPa,最大強(qiáng)度達(dá)到了2220MPa,塑性應(yīng)變達(dá)6.7%;合金中TiFe相分布于具有韌性的過飽和β-Ti的基體中,這種硬質(zhì)相彌散分布在韌性基體中的結(jié)構(gòu),使得合金兼具高強(qiáng)度、高彈性模量以及良好的塑性。本文以Ti-Fe合金為對(duì)象,以進(jìn)一步提高其強(qiáng)度及塑性為目標(biāo),通過加入微量C元素,制備了Ti-Fe、Ti-Fe-C、Ti-Al-Fe以及Ti-Al-Fe-C等一系列合金,研究了合金在鑄態(tài)、熱軋態(tài)等條件下的組織與力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)中用真空非自耗電弧熔煉爐制備了合金,用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡,X射線衍射儀,差示掃描量熱儀等分析設(shè)備,分別對(duì)其金相顯微組織、斷口形貌、相組成,熱物性與凝固行為進(jìn)行分析,并利用INSTRON-5982萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)對(duì)合金進(jìn)行力學(xué)性能測試。首先,用高純鈦和高純鐵制備了Ti100-xFex(x=10,15,20,25,30,35,40)等一系列合金。結(jié)果表明,過共晶Ti60Fe40和Ti65Fe35、共晶Ti70.5Fe29.5、亞共晶Ti75Fe25均由有序結(jié)構(gòu)的TiFe相以及無序結(jié)構(gòu)的β-Ti固溶體組成;Ti80Fe20、Ti85Fe15以及Ti90Fe10等近共析合金均由β-Ti固溶體為主要組成相,Ti80Fe20的晶粒呈取向性的粗大枝晶,Ti85Fe15以及Ti90Fe10中的晶粒呈等軸狀,合金的屈服強(qiáng)度隨著Fe含量的減少而減少,同時(shí)塑性也隨著Fe含量的減少而增加。Ti-Fe二元合金的硬度隨著Fe含量的增加而增加。其次,研究了C的加入對(duì)Ti100-xFex(x=10,15,20,25,30,35,40)合金的組織和性能的影響。在鑄態(tài)Ti80(Fe97.45C2.55)20、Ti85(Fe97.45C2.55)15以及Ti90(Fe97.45C2.55)10合金中可觀察到在β-Ti相基體上均勻分布的長寬分別約5-20μm和0.5μm的長條狀TiFe相組織。從Ti65Fe35與Ti65(Fe97.45C2.55)35的室溫壓縮曲線比較,在向Ti65Fe35中加入少量的C之后,其屈服強(qiáng)度由1768MPa下降為1585MPa,但是塑性應(yīng)變由0.7%增加至10.7%,其單軸抗壓強(qiáng)度由1906MPa增加至2751MPa。比較Ti80Fe20與Ti80(Fe97.45C2.55)20的室溫壓縮曲線,其屈服強(qiáng)度由1684MPa提升至1755MPa,塑性提升尤為明顯,從2.1%提升至24.5%。對(duì)Ti90(Fe97.45C2.55)10進(jìn)行900℃熱軋然后水淬,其拉伸強(qiáng)度可達(dá)1212MPa,其延伸率為7%,對(duì)其拉伸斷口進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的韌窩,說明其具有一定的塑性。最后,制備了名義成分為Ti-6Al-4Fe、Ti-6Al-4Fe-0.02C、Ti-3Al-10Fe以及Ti-3Al-10Fe-0.06C合金,這四種合金經(jīng)過900℃熱軋水淬,在Ti-6Al-4Fe及Ti-6Al-4Fe-0.02C中均發(fā)現(xiàn)有片層結(jié)構(gòu)的?相,Ti-6Al-4Fe-0.02C中這種片層結(jié)構(gòu)的?相分布更加均勻,在Ti-3Al-10Fe及Ti-3Al-10Fe-0.06C中僅含有?相,C元素的加入使得Ti-3Al-10Fe-0.06C晶粒中分布著片層的?-Ti,微量C元素的加入均使得合金的拉伸性能有所提升。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.23

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊光昱,郝啟堂,介萬奇;鎂鋰系合金的研究現(xiàn)狀[J];鑄造技術(shù);2004年01期

2 遲大釗,吉澤升,梁維中;Mg-Nd-Zr-Zn合金的制備及釹對(duì)合金組織性能的影響[J];中國稀土學(xué)報(bào);2004年02期

3 陳剛;彭曉東;劉相果;周書才;;鎂鍶合金的制備及其應(yīng)用[J];中國鑄造裝備與技術(shù);2005年06期

4 周昌榮;劉心宇;潘青林;;微量鈧在Al-Cu-Li-Zr合金中的存在形式和作用[J];材料工程;2006年S1期

5 沙桂英;呂勤云;于濤;孫曉光;王洪順;;攪拌摩擦加工對(duì)Mg-2.67%Nd-0.5%Zn-0.5%Zr合金動(dòng)態(tài)變形行為的影響[J];航空材料學(xué)報(bào);2010年02期

6 劉洪軍;曹馳;錢旺盛;郝遠(yuǎn);;稀土對(duì)Zn-11Al-8Cu-Mg合金組織和性能的影響[J];中國體視學(xué)與圖像分析;2010年02期

7 代麗;劉黎明;;AlBxCrCu0.5FeTi高熵合金的微觀組織與硬度研究[J];廣州化工;2012年16期

8 吳友芳;孟令剛;房燦峰;朱瓊;李乃樸;王宇;彭鵬;張興國;;鑄態(tài)Mg-Sn-Zn-Al合金組織性能[J];稀有金屬材料與工程;2012年S2期

9 肖于德,黎文獻(xiàn),熊建明,朱焱;鈧對(duì)2618合金擠壓前后組織及性能的影響[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;1998年03期

10 王少華;馬志鋒;張顯峰;孫剛;馮朝輝;李偉;陸政;;Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金型材組織性能研究[J];材料工程;2014年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李春英;;淺析A356.2合金工藝優(yōu)化[A];有色金屬工業(yè)科技創(chuàng)新——中國有色金屬學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

2 李吉慶;;Cu對(duì)Mg-10Li-3Al合金顯微組織及硬度的影響[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 張振波;李述軍;郝玉琳;楊銳;郭正曉;;中溫旋鍛變形Ti2448合金的顯微組織及力學(xué)性能[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

4 李建國;李黎;郭道華;;新型Al-Mg-Si系合金的析出相和力學(xué)性能[A];全國第十三屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

5 胡金力;劉嘉斌;孟亮;;Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金鑄態(tài)組織的顯微分析[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

6 熊益民;張永安;朱寶宏;王鋒;劉紅偉;熊柏青;;Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金的熱變形研究[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)第十二屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 鄭飛燕;彭立明;李學(xué)文;;攪拌摩擦加工對(duì)Mg-Gd-Ag-Zr合金組織和性能的影響[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

8 韓積亭;程云君;梁曉波;張建偉;李世瓊;;熱處理對(duì)鑄造Ti-23Al-17Nb合金組織和拉伸性能的影響[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

9 劉洪軍;曹馳;錢旺盛;郝遠(yuǎn);;Zr對(duì)Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金組織和性能的影響[A];第七屆全國材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

10 譚永寧;黃朝暉;余乾;趙希宏;邢占平;仝健民;;錸對(duì)定向合金組織和性能的影響[A];第九屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)會(huì)議�？撐募痆C];2004年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王寶順 羅坤杰 張麥倉 董建新;應(yīng)對(duì)油氣開采環(huán)境變化開發(fā)優(yōu)良性能合金[N];中國冶金報(bào);2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳波全;稀土Er對(duì)Mg-Zn-Zr合金力學(xué)性能和熱加工過程中微結(jié)構(gòu)演化的影響[D];重慶大學(xué);2015年

2 柴方;水下攪拌摩擦加工AZ系鎂合金組織演變和變形機(jī)理的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 李魚飛;V-5Cr-5Ti合金的熱壓縮動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為[D];中國工程物理研究院;2015年

4 李青;半固態(tài)成形Al-Fe-Cu合金組織性能及強(qiáng)化機(jī)理[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2015年

5 張亮;鎂鋁合金成分、半固態(tài)組織和等溫處理工藝[D];吉林大學(xué);2011年

6 張慧芳;BTi-62421S合金高溫變形行為及應(yīng)用研究[D];中北大學(xué);2011年

7 李超;Ti-55511合金的熱變形行為及晶粒細(xì)化研究[D];中南大學(xué);2013年

8 趙玉珍;高阻尼Zn-27Al合金阻尼特性及機(jī)理研究[D];西南交通大學(xué);2004年

9 史科;TC11鈦合金葉輪類復(fù)雜構(gòu)件等溫成形規(guī)律與數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

10 劉生發(fā);Mg-9Al基合金組織細(xì)化技術(shù)及性能研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于小健;稀土Y對(duì)A356合金組織和性能的影響[D];江蘇理工學(xué)院;2015年

2 鄧紅星;C含量及冷變形對(duì)OCr25Ni35AlTi合金組織和性能的影響[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 潘彥鵬;高強(qiáng)韌鑄造Al-Si-Cu-Mg合金組織性能研究[D];北京有色金屬研究總院;2015年

4 陸常翁;ZCuSn10合金流變擠壓組織及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 邢燕飛;退火冷卻速度及Ga含量對(duì)Fe-16Cr-2.5Mo合金阻尼性能的影響[D];西南交通大學(xué);2015年

6 雒創(chuàng);Ti-7Cu合金半固態(tài)變形行為研究[D];長安大學(xué);2015年

7 曹躍杰;稀土元素La對(duì)Mg-Sn-Mn合金組織與性能的影響[D];沈陽大學(xué);2015年

8 沈駿;AZ80多向擠壓的熱模擬及其組織性能影響研究[D];南京理工大學(xué);2015年

9 趙玲玲;Al-Mg-Mn合金組織織構(gòu)及力學(xué)性能研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

10 高凱;稀土變質(zhì)對(duì)Al-Fe系合金組織及力學(xué)性能的影響[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1211460