本文關(guān)鍵詞：TB6鈦合金表面納米化層的組織與性能研究

  更多相關(guān)文章： TB6鈦合金 表面自納米化 高能噴丸 孿生變形 硬度 表面粗糙度

【摘要】：TB6鈦合金具有比強(qiáng)度高、可鍛性優(yōu)異、斷裂韌性好、各向異性小和抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的一種高強(qiáng)韌近β鈦合金。但是TB6鈦合金具有非常高的缺口敏感性,硬度不高,抗磨損性能較差,限制了其在航空結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用。本文采用高能噴丸的方式,對(duì)TB6鈦合金進(jìn)行表面納米化處理,探索了不同噴丸時(shí)間、彈丸尺寸對(duì)TB6鈦合金表面組織、粗糙度、顯微硬度的影響,探究了TB6鈦合金表面納米化機(jī)制,獲得如下結(jié)論:不同噴丸時(shí)間和彈丸尺寸處理后的TB6合金表面結(jié)構(gòu)顯示,隨噴丸時(shí)間增加,其變形層厚度呈先增大再趨于平穩(wěn)的趨勢(shì),在彈丸尺寸為1mm、2mm和4mm時(shí),變形層厚度的最大值分別為600μm、800μm和1600μm;而隨彈丸尺寸增大,變形層厚度一直呈增大趨勢(shì),當(dāng)噴丸時(shí)間為3min時(shí),彈丸尺寸由1mm增加到4mm,變形層厚度從509μm增加到1507μm。噴丸處理后的TB6合金顯微硬度和表面粗糙度結(jié)果顯示,TB6鈦合金經(jīng)表面納米化后,其表層硬度明顯提高,由基體的280HV提高至380HV;TB6合金的表面粗糙度Ra值也在噴丸處理后明顯增大,其中經(jīng)彈丸尺寸2mm噴丸45min后,表面粗糙度從原始樣品的0.102μm提高到1.184μm。XRD結(jié)果顯示,未噴丸的TB6鈦合金為單一的β相,當(dāng)經(jīng)噴丸處理后,TB6鈦合金表層發(fā)生了α"馬氏體相變。隨噴丸的時(shí)間延長(zhǎng),表層α"相馬氏體的含量先增多,最后趨于穩(wěn)定;但在相同噴丸時(shí)間處理時(shí),彈丸尺寸越小,越容易引起β→α"相變。經(jīng)過(guò)彈丸尺寸4mm噴丸45min處理后,TB6合金表面納米化層的TEM顯示:合金表層的粗晶細(xì)化成大小為100~150nm的等軸納米晶,并在晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了相互交割的細(xì)小孿晶片,在孿晶片的周圍同時(shí)存在著大量的高密度位錯(cuò)。這表明TB6合金經(jīng)高能噴丸處理后,表層晶粒發(fā)生了孿生變形,形成了形變孿晶。因此,這種高能噴丸導(dǎo)致TB6鈦合金表層晶粒細(xì)化,以及多系孿晶、單系孿晶、無(wú)應(yīng)變基體梯度組織結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是其表面硬度提高的內(nèi)在機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：TB6鈦合金 表面自納米化 高能噴丸 孿生變形 硬度 表面粗糙度
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG178
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 引言8-9
• 1.2 納米晶體材料9-14
• 1.2.1 納米晶體材料簡(jiǎn)介9-10
• 1.2.2 納米晶體材料的力學(xué)性能10-12
• 1.2.3 納米晶體材料的制備12-14
• 1.3 表面納米化(Surface nanocrystallization SNC)14-19
• 1.3.1 SNC的提出及分類14-16
• 1.3.2 表面機(jī)械研磨16-17
• 1.3.3 納米化機(jī)理17-18
• 1.3.4 SNC對(duì)力學(xué)性能的影響18-19
• 1.4 課題研究的意義及研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法20-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2 HESP表面納米化設(shè)備及參數(shù)20-21
• 2.3 顯微組織分析21-22
• 2.3.1 顯微組織觀察21-22
• 2.3.2 X射線衍射22
• 2.3.3 透射電鏡觀察22
• 2.4 性能測(cè)試22-23
• 2.4.1 表面粗糙度22
• 2.4.2 顯微硬度22-23
• 第3章 高能噴丸對(duì)TB6合金表面納米化層微觀組織的影響23-43
• 3.1 引言23
• 3.2 噴丸時(shí)間對(duì)TB6合金表面納米化層微觀組織的影響23-33
• 3.2.1 微觀組織形貌分析23-29
• 3.2.2 表面納米化層厚度變化規(guī)律29-30
• 3.2.3 表面納米化層X(jué)RD分析30-33
• 3.3 彈丸尺寸對(duì)TB6合金表面納米化層微觀組織的影響33-39
• 3.3.1 微觀組織形貌分析33-35
• 3.3.2 表面納米化層厚度變化規(guī)律35-37
• 3.3.3 表面納米化層X(jué)RD分析37-39
• 3.4 TB6合金表面納米化機(jī)理分析39-42
• 3.4.1 表面納米化層TEM分析39-40
• 3.4.2 TB6合金表面納米化機(jī)理40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 高能噴丸對(duì)TB6合金表面納米化層力學(xué)性能影響43-50
• 4.1 引言43
• 4.2 噴丸工藝參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響43-46
• 4.2.1 噴丸時(shí)間對(duì)表面粗糙度的影響43-45
• 4.2.2 彈丸尺寸對(duì)表面粗糙度的影響45-46
• 4.3 噴丸工藝參數(shù)對(duì)顯微硬度的影響46-48
• 4.3.1 噴丸時(shí)間對(duì)顯微硬度的影響46-47
• 4.3.2 彈丸尺寸對(duì)顯微硬度的影響47-48
• 4.4 TB6合金表面強(qiáng)化機(jī)理分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文55-56
• 致謝56-57

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