本文關(guān)鍵詞：TC16鈦合金熱處理與冷鐓變形行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采用冷鐓成形的TC16鈦合金緊固件具有良好的綜合性能,生產(chǎn)效率和成本也比較理想,適合大批量生產(chǎn),應(yīng)用前景廣闊。本文對(duì)緊固件用TC16鈦合金熱處理與冷鐓變形行為進(jìn)行了研究。 本文利用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)研究了各種熱處理(包括退火、固溶、固溶時(shí)效)及冷鐓變形過程中相組成及組織演變規(guī)律,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)冷鐓斷口進(jìn)行了分析,研究了材料斷裂機(jī)理,并優(yōu)化了冷鐓工藝。結(jié)果表明： (1)退火溫度對(duì)材料組織和性能影響較大,隨著退火溫度的升高材料由細(xì)小的等軸組織轉(zhuǎn)變?yōu)殡p態(tài)組織,當(dāng)溫度超過相變點(diǎn)860℃時(shí)則轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮奈菏辖M織,該組織塑性較差。800℃保溫2h,爐冷到550℃后空冷,此時(shí)可以使材料具有良好的塑性性能。 (2)固溶時(shí)效處理可通過彌散作用明顯提高材料的強(qiáng)度,而塑性則有所下降。800℃保溫2h,隨后560℃時(shí)效6h,可使材料的抗拉強(qiáng)度升高到1250MPa,達(dá)到了高強(qiáng)鋼的水平,可用于制作強(qiáng)度要求較高的緊固件。 (3)冷鐓變形中鈦合金試樣中心會(huì)形成形變剪切帶,剪切帶內(nèi)部組織的晶粒被嚴(yán)重壓扁,較大的位錯(cuò)密度使其硬度較大；材料變形主要是通過位錯(cuò)滑移方式進(jìn)行的,變形試樣組織和性能均呈現(xiàn)一定程度的不均勻性,當(dāng)鍛壓比達(dá)到1/6后試樣整體硬度趨于穩(wěn)定,硬度值為300HV附近；隨著變形量的增大,試樣剪切帶中心原始的等軸晶被逐步拉長(zhǎng),當(dāng)晶粒寬度不足100nm時(shí),繼續(xù)變形則會(huì)使晶粒發(fā)生破碎和細(xì)化,這也是硬度趨于穩(wěn)定的主要原因。 (4)變形過程中發(fā)生了馬氏體相變,會(huì)嚴(yán)重影響緊固件的使用性能,必須通過后續(xù)退火來進(jìn)行消除。TC16鈦合金具有良好的塑性,在冷鐓過程中組織內(nèi)部未出現(xiàn)裂紋,但當(dāng)鍛壓比達(dá)到1/6時(shí)試樣出現(xiàn)了表面裂紋,這是由變形產(chǎn)生的表面張力造成的,通過對(duì)材料組織及冷鐓工藝的優(yōu)化可大大提高TC16緊固件冷鐓成品合格率。
【關(guān)鍵詞】：TC16鈦合金 冷鐓緊固件 不均勻變形 剪切帶 馬氏體
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TG166.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 綜述10-25
• 1.1 鈦合金概述10-17
• 1.1.1 鈦合金的特性與類別10-12
• 1.1.2 鈦合金相變與熱處理12-14
• 1.1.3 兩相鈦合金的組織性能14-15
• 1.1.4 TC16鈦合金15-17
• 1.2 鈦合金緊固件的生產(chǎn)和應(yīng)用17-21
• 1.2.1 鈦合金緊固件材質(zhì)17-18
• 1.2.2 鐓粗變形技術(shù)18-19
• 1.2.3 緊固件生產(chǎn)與應(yīng)用19-21
• 1.3 TC16鈦合金研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.1 組織性能研究21-22
• 1.3.2 冷鐓變形過程研究22-23
• 1.3.3 變形斷裂分析23-24
• 1.4 本課題的研究目標(biāo)和內(nèi)容24-25
• 2 試驗(yàn)方法與模具25-29
• 2.1 熱處理試驗(yàn)方法25-26
• 2.1.1 試驗(yàn)材料25
• 2.1.2 熱處理試驗(yàn)方案25-26
• 2.1.3 試驗(yàn)分析及設(shè)備26
• 2.2 冷鐓試驗(yàn)方法26-29
• 2.2.1 試驗(yàn)方案26-27
• 2.2.2 冷鐓試驗(yàn)設(shè)備27-28
• 2.2.3 冷鐓模具設(shè)計(jì)28-29
• 3 熱處理對(duì)TC16組織和性能的影響29-42
• 3.1 退火處理對(duì)材料組織性能的影響29-34
• 3.1.1 退火溫度29-31
• 3.1.2 保溫時(shí)間31-32
• 3.1.3 冷卻速度32-34
• 3.2 固溶時(shí)效對(duì)材料組織和力學(xué)性能的影響34-41
• 3.2.1 固溶溫度對(duì)材料組織性能的影響35-37
• 3.2.2 固溶溫度對(duì)時(shí)效后材料組織性能的影響37-39
• 3.2.3 時(shí)效溫度對(duì)材料組織性能的影響39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 TC16鈦合金冷鐓變形行為特征42-52
• 4.1 冷鐓試驗(yàn)42-44
• 4.2 冷鐓變形組織性能44-47
• 4.2.1 冷鐓變形的不均勻性44-45
• 4.2.2 剪切帶形成過程分析45-47
• 4.3 冷鐓變形過程微觀分析47-50
• 4.3.1 剪切帶內(nèi)微觀組織變化47-49
• 4.3.2 剪切帶內(nèi)部馬氏體相變49-50
• 4.4. 本章小結(jié)50-52
• 5 TC16冷鐓開裂及其工藝參數(shù)影響52-62
• 5.1 冷鐓斷裂分析52-56
• 5.1.1 內(nèi)部微裂紋52-53
• 5.1.2 冷鐓表面裂紋53-56
• 5.2 不同組織的冷鐓性能56-58
• 5.3 冷鐓工藝參數(shù)的影響58-61
• 5.3.1 粗糙度與潤(rùn)滑處理58-59
• 5.3.2 冷鐓變形速度59-60
• 5.3.3 其他影響因素60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：406354