鈦?zhàn)鳛楹娇蘸教熘谐Ｓ玫慕Y(jié)構(gòu)和功能材料,具有優(yōu)良的綜合性能,應(yīng)用非常廣泛,主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵的零部件,也是飛機(jī)航空氣瓶的備選材料。隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)材料性能的要求越來(lái)越高,鈦合金為了適應(yīng)更好的發(fā)展,必須著力提高其各方面的性能,因此鈦合金在高性能方面的研究有很大的應(yīng)用價(jià)值。本試驗(yàn)通過粉末冶金方法制備鈦合金,利用元素合金化來(lái)改善合金的性能,通過光學(xué)顯微鏡,掃描電鏡,X射線衍射儀(XRD)、透射電鏡、精密萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、馬弗爐等設(shè)備對(duì)添加Mo、Y元素的合金的組織性能及熱處理工藝進(jìn)行了研究,確定Mo、Y元素合適的添加量和熱處理工藝。通過Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)Ti6Al4V2Cr1.5Mo0.5Y合金的高溫變形行為進(jìn)行了分析,討論合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,及溫度,速率,應(yīng)力等參數(shù)之間的關(guān)系,求出合金的本構(gòu)方程。添加Mo元素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Mo元素的最佳添加量為1.5%,含量小于1.5%時(shí),合金的組織形態(tài)為等軸組織,且隨著Mo含量的增加,合金的抗拉強(qiáng)度、顯微硬度和延伸率升高;含量大于1.5%小于3.0%時(shí),為網(wǎng)籃組織,隨Mo含量的升高,合金的抗拉強(qiáng)度、顯微硬度和延伸率都呈下降趨勢(shì);且當(dāng)Mo元素含量為3.0%時(shí),組織中發(fā)現(xiàn)了硬脆的析出相TiCr2,影響合金的力學(xué)性能。通過不同的熱處理工藝對(duì)Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金進(jìn)行組織性能分析,研究表明:隨著固溶溫度的增加,合金的抗拉強(qiáng)度、顯微硬度和延伸率曲線先上升后下降,在920℃時(shí)達(dá)到峰值,確定最佳的固溶溫度為920℃,同樣在該溫度下進(jìn)行不同的時(shí)效處理,確定最佳的時(shí)效溫度為520℃,所以合金的最佳熱處理工藝為920℃×30 min(WQ)固溶+520℃×8 h(AC)時(shí)效。在熱處理后的合金組織中發(fā)現(xiàn)了顆粒狀的Ti2Mo Al相,其沿?-Ti與?-Ti的界面析出,對(duì)基體產(chǎn)生釘扎強(qiáng)化作用。稀土Y元素添加對(duì)基體有很好的細(xì)化效果,形成的Y2O3能有效地細(xì)化晶粒,強(qiáng)化基體。通過形核理論分析,發(fā)現(xiàn)稀土氧化物Y2O3可以作為形核基底,促進(jìn)非均質(zhì)形核,是有效的形核劑。在微觀組織中發(fā)現(xiàn),析出相Y2O3呈球形在?-Ti晶內(nèi)析出,且Y2O3與?-Ti之間存在半共格界面。熱變形行為研究結(jié)果表明:Ti6Al4V2Cr1.5Mo0.5Y合金是一種負(fù)溫度敏感材料和正應(yīng)變速率敏感材料,合金的激活能為286.1654685 KJ/mol。
【學(xué)位單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF125.22
【部分圖文】：

圖 1-1 不同元素對(duì)相變溫度的影響[20]Fig.1-1 Effect of different elements on phase-transition temperature鈦屬于輕金屬，密度為 4.53g /cm ，約為鋼的 0.57 倍[11]，熔點(diǎn)較高，為1669 ℃，彈性模量 E，導(dǎo)熱系數(shù)λ較小，線膨脹系數(shù)/K-1與電阻率/Ω·m 較低。的化學(xué)活性大，與空氣中的氧容易發(fā)生反應(yīng)生成致密的氧化膜，阻止進(jìn)一步化，高溫時(shí)，反應(yīng)劇烈，由于氧化膜的脫落增加了鈦與氧的反應(yīng)速度，所以，鈦合金的制備過程中，真空或氣體保護(hù)是非常必要的[12,13]。鈦中雜質(zhì)的含量對(duì)能影響很大，含量太高時(shí)，塑性會(huì)降低，組織會(huì)變的硬而脆。鈦合金作為應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)材料，比鋁鋼強(qiáng)度高，而且在海水中有較好的腐蝕和耐低溫的性能。目前，飛機(jī)的機(jī)架、起落架、機(jī)身蒙皮以及發(fā)動(dòng)機(jī)的葉等制造材料的選擇，主要來(lái)源于鈦合金及其復(fù)合材料，基于鈦合金的發(fā)展水平可以作為判斷先進(jìn)水平檢測(cè)的重要指標(biāo)[14-16]。例如從 Cu-27 戰(zhàn)機(jī)到 B-2 轟機(jī)，用鈦量從 18%升至 26%，大幅度提高，直至 F-22 戰(zhàn)機(jī)的出現(xiàn)，使用鈦量升至 41%[17]。隨著鈦合金用量的不斷增加，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，同時(shí)在其

第 1 章 緒論用極為廣泛。的應(yīng)用不僅僅是在航空航天，生物醫(yī)學(xué)，艦船制造等方面領(lǐng)域和日常消費(fèi)領(lǐng)域也有著廣闊的發(fā)展前景，在汽車行業(yè)減重，更能滿足環(huán)保的要求，進(jìn)一步推動(dòng)了鈦合金在我國(guó)合金在我國(guó)的研究與國(guó)外相比晚約十年，但研究的積極性發(fā)展的需要，鈦合金在我國(guó)的市場(chǎng)前景會(huì)越來(lái)越好。金的分類以發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在低溫時(shí)，穩(wěn)態(tài)的 -Ti 是密排的晶Ti 的體心晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)比較穩(wěn)定。 -Ti 和 -Ti 的密排六分別如圖 1-2 所示。影響鈦合金組織的因素有兩個(gè)：合金過添加不同合金元素，改變相變溫度和相成分含量，也可可以得到三種不同的室溫組織。

(b)雙態(tài)組織 (d) 等軸組織圖 1-3 鈦合金典型的顯微組織[26]Fig. 1-3 Typical microstructure of titanium alloy1.3 粉末冶金鈦合金的制備鈦合金的制備工藝一般包括：熔煉工藝、粉末冶金工藝以及鍛造、軋制工等，其中的粉末冶金制備工藝是一種獨(dú)特鈦零部件生產(chǎn)的技術(shù)[28]，粉末冶金備所用的鈦是粉末，而不是海綿鈦。粉末冶金制備技術(shù)是一種成熟的工藝，許金屬都有應(yīng)用。由粉末加工為零件的方法有：金屬注射成型(MIM)，利用粘結(jié)將粉末粘在一起，在加熱過程中粘結(jié)劑除去的成型方法；熱等靜壓(HIP)/冷等壓 (CIP)工藝，首先將粉末壓制成型，然后進(jìn)行燒結(jié)，最終形成近凈形零29,30]。這些工藝已基本成熟，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，鈦合金的應(yīng)用正向著低成本高性能的方向發(fā)展，使得其在民用工領(lǐng)域的發(fā)展更有潛力，例如生物醫(yī)學(xué)、汽車、生活用品等。鈦合金的高致密度

【參考文獻(xiàn)】

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