本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)高塑TC4鈦合金板材熱軋與熱處理的組織和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金是一種使用最廣泛、最成熟并且綜合性能優(yōu)良的(α+β)兩相合金。具有高強(qiáng)度、高塑性、優(yōu)良的耐腐蝕性,因而備受國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。鈦合金的室溫性能與內(nèi)部組織有著密切的關(guān)系。 本文主要利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、顯微硬度計(jì)、力學(xué)拉伸等實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)TC4鈦合金板材熱軋與熱處理的組織和性能(力學(xué)性能和侵徹性能)的變化特點(diǎn)進(jìn)行了研究。分析了TC4鈦合金在熱軋過程中組織的變化特點(diǎn),討論了在固溶+時(shí)效熱處理過程中,固溶溫度、冷卻速度、時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間對(duì)顯微組織和拉伸性能的影響,并研究了鈦合金在侵徹過程中彈孔周圍材料的變形及損傷。結(jié)果表明： TC4合金在單相區(qū)熱軋后,合金出現(xiàn)了典型加工態(tài)組織,縱向有明顯的軋制流線,組織中出現(xiàn)了六方馬氏體α’、斜方馬氏體α”。第二階段軋制溫度越接近相變點(diǎn),合金的組織越不均勻,成分偏析越嚴(yán)重,越容易形成β斑,同時(shí)合金的強(qiáng)度越高,塑形變化不大。 經(jīng)過在單相區(qū)熱軋后的TC4合金,在兩相區(qū)上部進(jìn)行固溶+時(shí)效的強(qiáng)化熱處理方式。在兩相區(qū)固溶,無論水冷還是空冷,合金中的絕大部分變形拉長(zhǎng)的α相等軸化,帶狀組織(p斑)消失,顯微組織出現(xiàn)均勻化。隨著固溶溫度的升高,合金的強(qiáng)度增大,塑形有所降低；同時(shí)水淬比空冷具有更高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,更低的延伸率。隨著時(shí)效溫度的升高(500℃～600℃),合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先增大后減小,延伸率先增大后減小；隨著時(shí)效時(shí)間的增加(2h～8h),合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先減小后增大,延伸率先減小后增大。為得到更好的強(qiáng)塑性匹配,推薦采用的熱處理制度為：950℃,30min, WQ+550℃,2h,AC。 將大尺寸的鈦合金板材經(jīng)過950℃,30min, WQ+550℃,2h, AC熱處理后,合金的組織較為均勻,帶狀組織已基本消除,橫向和縱向力學(xué)性能基本相同。T1鈦合金板材的橫向抗拉強(qiáng)度達(dá)到1207MPa,同時(shí)保持較高的延伸率(12.2%)；T2鈦合金板材的橫向抗拉強(qiáng)度達(dá)到1218MPa,也具有較高的延伸率(11.5%)。因此,TC4鈦合金經(jīng)過單相區(qū)熱軋和950℃,30min,WQ+550℃,2h, AC熱處理后的大尺寸板材,已達(dá)到裝甲板(靶材)的力學(xué)性能要求。 將熱處理后的大尺寸TC4靶材進(jìn)行侵徹實(shí)驗(yàn)。在穿甲彈的作用下,該鈦合金靶材發(fā)生破壞形式主要為塑性擴(kuò)孔型破壞和背部的剪切撕裂。側(cè)壁裂紋以星型裂紋為主,與軋制方向保持大約45°。裂紋的形成方式主要為微孔聚集型機(jī)制,并沿著侵徹方向形成主裂紋。隨著側(cè)壁距離的增加,變形量逐漸減小,靶材的硬度逐漸增大,直到靶材基體的強(qiáng)度；隨著侵徹距離的增加,靶材的硬度增大。硬度的這種變化主要是由于靶材發(fā)生熱軟化的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：TC4鈦合金 高強(qiáng)高塑 熱軋 熱處理 侵徹
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG339;TG166.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 鈦合金的發(fā)展概況10-11
• 1.2 鈦與合金元素的相互作用11-13
• 1.3 鈦合金的分類及其特點(diǎn)13-14
• 1.4 鈦合金的相變14-19
• 1.4.1 鈦及鈦合金的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變15
• 1.4.2 β相在快冷(淬火)過程中的相變15-19
• 1.4.2.1 馬氏體相變15-18
• 1.4.2.2 ω相變18
• 1.4.2.3 亞穩(wěn)相在加熱時(shí)的分解18-19
• 1.5 鈦合金的熱處理19-21
• 1.5.1 鈦合金熱處理特點(diǎn)19-20
• 1.5.2 鈦合金熱處理類型20-21
• 1.5.2.1 退火20
• 1.5.2.2 強(qiáng)化熱處理20-21
• 1.5.2.3 形變熱處理21
• 1.6 鈦合金的顯微組織和性能21-23
• 1.6.1 網(wǎng)籃組織21-22
• 1.6.2 魏氏組織22
• 1.6.3 等軸組織22-23
• 1.6.4 雙態(tài)組織23
• 1.7 高應(yīng)變率下材料的行為23-26
• 1.7.1 力學(xué)性能23-25
• 1.7.2 絕熱剪切帶25-26
• 1.8 本文的選題背景及其研究?jī)?nèi)容26-28
• 1.8.1 選題背景26
• 1.8.2 研究?jī)?nèi)容26-28
• 第2章 試驗(yàn)材料及其實(shí)驗(yàn)方法28-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過程28-30
• 2.2.1 軋制工藝28-29
• 2.2.2 熱處理工藝29-30
• 2.2.3 侵徹實(shí)驗(yàn)30
• 2.3 分析測(cè)試方法30-32
• 2.3.1 室溫拉伸性能測(cè)試30
• 2.3.2 顯微硬度測(cè)量30
• 2.3.3 洛氏硬度測(cè)量30
• 2.3.4 組織觀察與分析30-32
• 2.3.4.1 金相組織觀察30-31
• 2.3.4.2 XRD物相分析31
• 2.3.4.3 掃描電鏡分析31-32
• 第3章 軋制工藝對(duì)TC4顯微組織和力學(xué)性能的影響32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 軋制TC4合金板材的顯微組織32-35
• 3.3 軋制TC4合金板材的組織缺陷35-36
• 3.3.1 組織的不均勻性35
• 3.3.2 成分偏析35-36
• 3.4 軋制后合金板材的性能36-38
• 3.4.1 顯微硬度36-37
• 3.4.2 拉伸性能37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 熱處理工藝對(duì)鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 固溶對(duì)顯微組織和力學(xué)性能的影響40-43
• 4.2.1 顯微組織41-42
• 4.2.2 固溶處理α相形核及長(zhǎng)大42-43
• 4.2.3 力學(xué)性能43
• 4.3 時(shí)效對(duì)顯微組織和力學(xué)性能的影響43-47
• 4.3.1 顯微組織43-44
• 4.3.2 力學(xué)性能44-45
• 4.3.2.1 時(shí)效溫度44-45
• 4.3.2.2 時(shí)效時(shí)間45
• 4.3.3 時(shí)效α相的形核長(zhǎng)大45-47
• 4.3.3.1 時(shí)效α相形核長(zhǎng)大45-46
• 4.3.2.2 彌散析出相的粗化46-47
• 4.4 大尺寸TC4鈦合金板材的熱處理47-50
• 4.4.1 顯微組織47-48
• 4.4.2 拉伸性能48-50
• 4.4.2.1 力學(xué)性能48
• 4.4.2.2 斷口形貌48-49
• 4.4.2.3 斷裂機(jī)制49-50
• 4.5 本章結(jié)論50-52
• 第5章 TC4靶材侵徹時(shí)的變形和斷裂行為52-60
• 5.1 引言52
• 5.2 宏觀形貌52-53
• 5.3 靶板形變強(qiáng)化分析53-55
• 5.3.1 彈孔側(cè)壁硬度變化53-54
• 5.3.2 彈孔側(cè)壁邊緣沿侵徹方向硬度變化54-55
• 5.4 靶材損傷與斷裂分析55-56
• 5.5 侵徹機(jī)制56-57
• 5.6 結(jié)論57-60
• 第6章 結(jié)論60-62
• 致謝62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳玉文;β21S鈦合金的組織和性能研究[J];材料工程;1998年01期

2 王瑜,林棟梁,周元鑫,夏源明,C.C.Law;Ti-47Al-2Mn-2Nb合金動(dòng)態(tài)拉伸性能的研究[J];金屬學(xué)報(bào);1998年09期

  本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)高塑TC4鈦合金板材熱軋與熱處理的組織和性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：315552