發(fā)布時(shí)間：2020-10-18 18:38

　　 TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金由于具有高強(qiáng)度、高韌性、良好的塑性且耐高溫、耐腐蝕性等一系列優(yōu)點(diǎn),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(diǎn)差異較大,因此在熔煉TC4合金時(shí),鋁會(huì)大量揮發(fā),致使合金成分控制不易。在合金配料時(shí),往往添加過(guò)量的鋁,用來(lái)補(bǔ)充揮發(fā)損失的量,因此預(yù)測(cè)揮發(fā)損失量和配料意義重大。本文計(jì)算了 Ti-Al、Ti-V、Al-V三個(gè)二元系的無(wú)限稀活度系數(shù),并驗(yàn)證其可靠性,結(jié)果表明:2050K時(shí),Ti-Al二元合金無(wú)限稀活度系數(shù)分別為0.0023和0.002;2200K時(shí),Ti-V二元合金無(wú)限稀活度系數(shù)分別為1.435和2.0017;1273K時(shí),A1-V二元合金無(wú)限稀活度系數(shù)分別為1.194和3.387。利用上述無(wú)限稀活度系數(shù),采用MIVM模型和Wilson方程預(yù)測(cè)了 TC4合金不同溫度下的三元合金活度系數(shù),并和實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,采用MIVM模型更適合預(yù)測(cè)TC4三元合金體系活度系數(shù)。采用MIVM模型計(jì)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(duì)合金配料進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明按照三元合金進(jìn)行預(yù)測(cè)更接近實(shí)際。本文充分考慮系統(tǒng)壓強(qiáng)對(duì)組元揮發(fā)的影響,修正了 Langumir公式。完成合金配料預(yù)測(cè),通過(guò)和實(shí)驗(yàn)值對(duì)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(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè),理論上修后的公式更接近于實(shí)際;按照三元合金進(jìn)行預(yù)測(cè)更接近實(shí)際。通過(guò)對(duì)比氣液相平衡和Langumir揮發(fā)預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)效果,結(jié)果表明修正的Langumir公式預(yù)測(cè)更接近于實(shí)際情況,同時(shí)確定出合金配料方程。同時(shí)本文采用動(dòng)力學(xué)方法研究A1揮發(fā)機(jī)理,結(jié)果表明:隨著溫度的升高,Al原子在液相中的擴(kuò)散和界面揮發(fā)的傳質(zhì)系數(shù)增大,溫度越高,兩者越來(lái)越接近,溫度較低時(shí)界面揮發(fā)的傳質(zhì)系數(shù)遠(yuǎn)小于液相中的擴(kuò)散系數(shù)。因此溫度較低時(shí),界面揮發(fā)是A1元素?fù)]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(kuò)散共同限制。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：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(shí)有５個(gè)活度實(shí)驗(yàn)值，因此本文采用ａ函數(shù)對(duì)其進(jìn)??行擬合計(jì)算無(wú)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(jì)算的ａ函數(shù)經(jīng)擬合得Ａｌ和Ｖ在１２７３Ｋ時(shí)的無(wú)限稀活度系數(shù)分別為１．１９４、??３

?０．８?１．０??圖２．１?Ｔｉ－Ａｌ二元系ａ函數(shù)擬合結(jié)果??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｆｉｔ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?Ｔｉ－Ａｌ?ｂｉｎａｒｙ?ｓｙｓｔｅｍ?ｂｙ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??（２）?Ａｌ－Ｖ?二元系??由于Ａｌ－Ｖ二元合金在１２７３Ｋ時(shí)有５個(gè)活度實(shí)驗(yàn)值，因此本文采用ａ函數(shù)對(duì)其進(jìn)??行擬合計(jì)算無(wú)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(jì)算的ａ函數(shù)經(jīng)擬合得Ａｌ和Ｖ在１２７３Ｋ時(shí)的無(wú)限稀活度系數(shù)分別為１．１９４、??３
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2846661