本文關鍵詞：TC4鈦合金循環(huán)熱氫處理改性研究

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【摘要】：鈦合金的熱氫處理技術是利用氫的可逆合金化作用改變鈦合金的相組成和微觀組織,從而改善其力學性能。本文對TC4鈦合金的吸氫行為進行了系統(tǒng)的研究,包括：置氫處理過程中置氫溫度、氫壓、置氫時間等參量與氫含量的關系,氫壓及合金中氫分布與保溫時間的關系。利用室溫壓縮實驗,研究了熱處理方式對一次置氫TC4鈦合金和循環(huán)置氫TC4鈦合金室溫力學性能的影響,從而確定利于鈦合金室溫增塑的循環(huán)熱氫處理工藝。利用OM、XRD、SEM、TEM等材料分析測試設備,結合室溫壓縮實驗,研究了TC4鈦合金循環(huán)熱氫處理過程中微觀組織形貌、相組成及其含量等微觀組織結構的演變規(guī)律、循環(huán)熱氫處理工藝對TC4鈦合金室溫力學性能的影響規(guī)律以及循環(huán)置氫鈦合金室溫塑性變形后的微觀組織、斷口形貌等的演變規(guī)律。試驗結果表明：鈦合金吸氫是一個放熱和擴散過程,隨著置氫溫度的升高,氫含量先增加后降低；隨著氫壓的增加,氫含量幾乎呈線性增加；隨著保溫時間的增加,氫壓先急速降低后緩慢降低直至不變,氫含量先快速增加后趨于穩(wěn)定,氫分布隨保溫時間的增加逐漸趨于一致。利于鈦合金室溫增塑的循環(huán)熱氫處理工藝為：每次置氫溫度均為750℃,保溫時間為120min,循環(huán)置氫結束后需要對試樣進行固溶淬火處理,固溶溫度為850℃保溫30min,水淬。合金經(jīng)循環(huán)熱氫處理后,組織形貌發(fā)生變化。經(jīng)不同次數(shù)置氫處理后,試樣均出現(xiàn)細小的針狀馬氏體α和粗大的針狀馬氏體α",有6氫化物生成,β相的含量增加。置氫二次時試樣的組織較細小,晶粒比較均勻,且p相的相對含量最高。室溫壓縮實驗后,循環(huán)置氫試樣均產生裂紋。隨著置氫次數(shù)的增加,試樣的極限變形率先增加后降低,但均高于未置氫合金,置氫二次時最大,較未置氫合金提高了22.1%;抗壓強度基本保持不變；屈服強度先降低后稍有增加,置氫二次時最低,較未置氫合金降低了11.1%；彈性模量大致呈逐漸降低的趨勢,最大降幅為11.6%。總之,循環(huán)熱氫處理對TC4鈦合金的室溫壓縮性能有改善的作用,且置氫二次時對壓縮性能的改善效果最佳。與置氫合金相比,極限變形率提高了22.1%,抗壓強度不變,屈服強度降低了11.1%。
【關鍵詞】：TC4鈦合金 循環(huán)熱氫處理 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第1章 緒論16-23
• 1.1 引言16-17
• 1.2 氫在鈦合金中的作用及其行為研究17-19
• 1.2.1 氫在鈦合金中的特性17
• 1.2.2 氫在鈦合金中的溶解17-18
• 1.2.3 氫在鈦合金中的擴散過程18-19
• 1.2.4 氫在鈦合金中的作用原理19
• 1.3 鈦合金的熱氫處理技術19-22
• 1.3.1 熱氫處理技術的概況19-20
• 1.3.2 熱氫處理技術的國內外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.3 熱氫處理對鈦合金微觀組織和相成分的影響21
• 1.3.4 熱氫處理對鈦合金力學性能的影響21-22
• 1.4 本課題研究的目的及主要研究內容22-23
• 第2章 實驗材料與研究方法23-27
• 2.1 實驗材料23
• 2.2 循環(huán)熱氫處理工藝23-24
• 2.3 熱處理工藝24-25
• 2.4 組織結構分析及性能測試方法25-27
• 2.4.1 組織觀察25
• 2.4.2 X射線衍射儀25
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡25
• 2.4.4 透射電子顯微鏡25
• 2.4.5 室溫壓縮實驗25-27
• 第3章 TC4鈦合金吸氫行為的研究27-34
• 3.1 置氫溫度對氫含量的影響27-28
• 3.2 初始氫壓對氫含量的影響28-29
• 3.3 保溫時間對氫壓的影響29-30
• 3.4 保溫時間對氫含量的影響30-31
• 3.5 保溫時間對氫分布的影響31-32
• 3.6 TC4鈦合金吸氫時氫的擴散路徑32-33
• 3.7 置氫工藝的確定33
• 3.8 本章小結33-34
• 第4章 TC4鈦合金循環(huán)熱氫處理工藝研究34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 熱處理方式對一次置氫TC4鈦合金室溫力學性能的影響34-37
• 4.2.1 一次置氫試樣的室溫壓縮性能34-35
• 4.2.2 一次置氫+固溶時效試樣的室溫壓縮性能35-37
• 4.3 熱處理方式對循環(huán)置氫TC4鈦合金室溫力學性能的影響37-40
• 4.3.1 循環(huán)置氫TC4鈦合金試樣的室溫壓縮性能37-38
• 4.3.2 循環(huán)置氫+固溶淬火TC4鈦合金試樣的室溫壓縮性能38-39
• 4.3.3 循環(huán)置氫+固溶淬火對等軸TC4鈦合金室溫壓縮性能的影響39-40
• 4.4 循環(huán)熱氫處理工藝的確定40
• 4.5 本章小結40-42
• 第5章 循環(huán)熱氫處理對TC4鈦合金微觀組織結構的影響42-49
• 5.1 引言42
• 5.2 微觀組織分析42-44
• 5.3 X射線衍射結果分析44-45
• 5.4 透射電鏡結果分析45-48
• 5.5 本章小結48-49
• 第6章 循環(huán)熱氫處理對TC4鈦合金室溫壓縮行為的影響49-61
• 6.1 引言49
• 6.2 置氫次數(shù)對TC4鈦合金室溫壓縮性能的影響49-53
• 6.3 不同置氫次數(shù)試樣的室溫壓縮應力應變曲線數(shù)學模型53-56
• 6.4 壓縮變形后合金的斷口形貌及組織分析56-58
• 6.5 鈦合金循環(huán)熱氫處理室溫增塑機理58-59
• 6.5.1 鈦合金循環(huán)熱氫處理室溫增塑的微觀機理58-59
• 6.5.2 循環(huán)置氫鈦合金最佳處理工藝和室溫塑性加工條件59
• 6.6 本章小結59-61
• 第7章 結論61-63
• 參考文獻63-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：731638