TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金由于具有高強度、高韌性、良好的塑性且耐高溫、耐腐蝕性等一系列優(yōu)點,是目前應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的鈦合金,被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域。由于合金組元金屬鋁和基體金屬鈦熔點差異較大,因此在熔煉TC4合金時,鋁會大量揮發(fā),致使合金成分控制不易。在合金配料時,往往添加過量的鋁,用來補充揮發(fā)損失的量,因此預(yù)測揮發(fā)損失量和配料意義重大。本文計算了 Ti-Al、Ti-V、Al-V三個二元系的無限稀活度系數(shù),并驗證其可靠性,結(jié)果表明:2050K時,Ti-Al二元合金無限稀活度系數(shù)分別為0.0023和0.002;2200K時,Ti-V二元合金無限稀活度系數(shù)分別為1.435和2.0017;1273K時,A1-V二元合金無限稀活度系數(shù)分別為1.194和3.387。利用上述無限稀活度系數(shù),采用MIVM模型和Wilson方程預(yù)測了 TC4合金不同溫度下的三元合金活度系數(shù),并和實驗值進行對比,結(jié)果表明,采用MIVM模型更適合預(yù)測TC4三元合金體系活度系數(shù)。采用MIVM模型計算得到的三元活度系數(shù),依照氣液相平衡理論,繪制Ti-Al、Ti-V、A1-V及Ti-Al-V合金體系氣液相平衡成分圖,并對合金配料進行預(yù)測,結(jié)果表明按照三元合金進行預(yù)測更接近實際。本文充分考慮系統(tǒng)壓強對組元揮發(fā)的影響,修正了 Langumir公式。完成合金配料預(yù)測,通過和實驗值對比,確定出Al和V的配料方程。結(jié)果表明修正前后的Langumir公式都可以實驗預(yù)測,理論上修后的公式更接近于實際;按照三元合金進行預(yù)測更接近實際。通過對比氣液相平衡和Langumir揮發(fā)預(yù)測的預(yù)測效果,結(jié)果表明修正的Langumir公式預(yù)測更接近于實際情況,同時確定出合金配料方程。同時本文采用動力學(xué)方法研究A1揮發(fā)機理,結(jié)果表明:隨著溫度的升高,Al原子在液相中的擴散和界面揮發(fā)的傳質(zhì)系數(shù)增大,溫度越高,兩者越來越接近,溫度較低時界面揮發(fā)的傳質(zhì)系數(shù)遠小于液相中的擴散系數(shù)。因此溫度較低時,界面揮發(fā)是A1元素揮發(fā)的限制環(huán)節(jié),隨著溫度的升高,受界面揮發(fā)和液相中的擴散共同限制。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF823
【部分圖文】：

圖１．１?ＶＡＲ熔煉ＴＣ４合金工藝流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｓｍｅｌｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＴＣ４?ａｌｌｏｙ?ｂｙ?ＶＡＲ??

（２）?Ａｌ－Ｖ?二元系??由于Ａｌ－Ｖ二元合金在１２７３Ｋ時有５個活度實驗值，因此本文采用ａ函數(shù)對其進??行擬合計算無限稀活度系數(shù)，擬合結(jié)果如圖２．２所示：??１．１????１．０－?｜－？－ｖ?－??．－？－ＡＩ??０．９－??Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ?Ｆｉｔ?ｏｆ?Ｖ???Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ?Ｆｉｔ?ｏｆ?Ａｌ??ｏａ：?Ｘ??｜?０．７－??ｌ〇－ａ－?Ｘ??（０?■??０．２－??０．５?０．６?０．７?０．８?０．９??Ｘｖ??圖２．?２?Ａｌ－Ｖ二元系ｃｘ函數(shù)擬合結(jié)果??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｆｉｔ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?Ａｌ－Ｖ?ｂｉｎａｒｙ?ｓｙｓｔｅｍ?ｂｙ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??經(jīng)ａ函數(shù)擬合，Ａｌ、Ｖ的擬合方程為：??ｙＡｌ?＝－７．０８９ｘ３＋１９．５５ｘ２?－１６．８１６ｘ?＋４．８８３?（２－６６）??Ｙｖ?—?—０．６７６ｘ３?＋１．０８９ｘ２?＋１．４２０ｘ?—?０．６７３?（２?６７）??由計算的ａ函數(shù)經(jīng)擬合得Ａｌ和Ｖ在１２７３Ｋ時的無限稀活度系數(shù)分別為１．１９４、??３

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【參考文獻】

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1 陳偉亮;張寧;唐昭輝;丁學(xué)勇;;Miedema模型在含O和S熔體與合金中的擴展與應(yīng)用[J];材料研究學(xué)報;2014年01期

2 房鑫;范同祥;張荻;;金屬/陶瓷粘著功的熱力學(xué)預(yù)測模型[J];材料導(dǎo)報;2013年11期

3 孔令鑫;楊斌;李一夫;徐寶強;韓龍;李亮;劉大春;;MIVM在真空蒸餾分離錫鋅合金中的應(yīng)用及實驗研究[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2013年05期

4 王海;樊亞軍;李雷;陳志宏;楊華斌;曹繼敏;;拉拔變形量對TC4絲材焊接組織的影響研究[J];稀有金屬;2013年03期

5 郭萍;趙永慶;洪權(quán);曾衛(wèi)東;;加工工藝對TC4-DT合金組織和性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2013年01期

6 唐曉東;史小云;杜予晅;;熱處理制度對TC4大棒材組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2011年20期

7 王臨茹;趙永慶;周廉;;熱軋TC21板材中α相形貌的演變[J];中國有色金屬學(xué)報;2011年02期

8 雷文光;毛小南;于蘭蘭;張英明;;TC4鈦合金電子束冷床熔煉過程中Al元素揮發(fā)損失的數(shù)學(xué)模型[J];特種鑄造及有色合金;2010年11期

9 孫順平;易丹青;臧冰;;基于Miedema模型和Toop模型的Al-Si-Er合金熱力學(xué)參數(shù)計算[J];稀有金屬材料與工程;2010年11期

10 逯福生;;中國鈦工業(yè)發(fā)展研究[J];中國有色金屬;2010年16期

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2 陳大洲;ISM過程中高熔點組元在TiAl熔體中溶解過程研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2846661