發(fā)布時(shí)間：2017-11-29 19:31

  本文關(guān)鍵詞：連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓TC4鈦合金的工藝優(yōu)化及細(xì)化機(jī)理研究

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【摘要】：鈦合金晶粒細(xì)化可有效提高材料的強(qiáng)度、韌性以及腐蝕性能,目前采用大塑性變形方法制備細(xì)晶鈦合金依然存在加工的工件尺寸較小,制備的材料存在明顯的織構(gòu)傾向等問題。連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓(continuous variable cross-section recycled extrusion,CVCE)是制備大規(guī)格塊體細(xì)晶材料的一種新型大塑性變形方法,操作比較簡(jiǎn)單,效率高,且能夠?qū)崿F(xiàn)變形體的均勻變形控制,有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本文對(duì)TC4合金進(jìn)行CVCE變形,并對(duì)變形后的材料進(jìn)行熱處理,研究了變形工藝參數(shù)以及熱處理制度對(duì)合金組織性能的影響,并采用DEFORM軟件對(duì)變形效果較好的一組工藝參數(shù)(800℃,6loops,2mm/s)變形時(shí)的溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行模擬。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)采用不同的工藝參數(shù)對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓,分析了變形溫度、變形道次、變形速度對(duì)其組織的影響。結(jié)果表明:在臨近再結(jié)晶溫度(700℃和750℃)變形時(shí),隨著變形道次的增加,晶粒的細(xì)化程度增加;在再結(jié)晶溫度以上(800℃~900℃)變形時(shí),隨著變形道次的增加,晶粒尺寸先減小后增大。隨著變形溫度的升高,晶粒的細(xì)化程度先增大再減小。綜合分析,可獲得較優(yōu)的工藝參數(shù)為800℃,6loops,2mm/s,初生α相尺寸由14μm細(xì)化至2~3μm左右,且組織的均勻性較好。(2)研究了退火溫度及退火時(shí)間對(duì)CVCE變形后TC4鈦合金組織結(jié)構(gòu)的影響。選擇接近再結(jié)晶的溫度進(jìn)行退火處理,退火溫度升高至800℃時(shí)工藝參數(shù)為750℃,6道次,2mm/s和700℃,6道次,2mm/s的變形組織其晶粒尺寸由10~13μm細(xì)化至4~7μm。當(dāng)退火溫度為750℃時(shí),變形時(shí)間增長(zhǎng)至2h可對(duì)變形工藝參數(shù)為800℃,6道次,2mm/s和750℃,12道次,2mm/s以及700℃,12道次,2mm/s的變形組織實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶細(xì)化。變形工藝參數(shù)為800℃,6道次,2mm/s最優(yōu)的熱處理制度為750℃,保溫2h空冷,初生α相尺寸為3~5μm,且組織晶界清晰,次生α相的等軸化程度增高。(3)利用透射電子顯微鏡觀察連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓以及熱處理后試樣材料的微觀組織,揭示了組織的細(xì)化機(jī)理。結(jié)果表明,當(dāng)變形溫度為750℃時(shí),組織的細(xì)化機(jī)制主要是以形變誘導(dǎo)晶粒細(xì)化為主,800℃時(shí)為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒;CVCE變形組織熱處理時(shí)主要是以再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。(4)采用DEFORM軟件對(duì)較優(yōu)的變形工藝參數(shù)(800℃,6loops,2mm/s)進(jìn)行溫度場(chǎng)以及應(yīng)變場(chǎng)的模擬,變形過程中發(fā)生變形能和熱能之間轉(zhuǎn)換,隨著變形道次的增加應(yīng)變量不斷累積,變形道次為6時(shí),試樣中間部位的累積應(yīng)變量可達(dá)到5.22~6.26,且分布較為均勻。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG379

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：1237890