高溫鈦合金是航空航天材料領(lǐng)域主要發(fā)展方向之一。目前我國(guó)600℃高溫鈦合金的研究水平較落后,遠(yuǎn)不能滿足未來(lái)航空航天飛行器的要求。烏克蘭現(xiàn)有的鑄造600℃高溫鈦合金在設(shè)計(jì)和應(yīng)用上處于國(guó)際先進(jìn)水平,其合金中加入較多的Si,從性能上反映,合金具有很好的強(qiáng)度,但塑性稍差。本研究的目的是采用粉末冶金方法改善高Si含量高溫鈦合金的綜合力學(xué)性能。首先設(shè)計(jì)兩種合金,成分為 Ti-8Al-2Si-2Zr 和 Ti-6.5Al-1.4Si-0.5Mo-2Zr-2Sn,通過(guò)真空自耗電弧熔煉法制備得到兩種鈦合金棒料,然后,采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法（PREP）制備高品質(zhì)鈦合金粉末,研究了棒料轉(zhuǎn)速與粉末理化性能間的關(guān)系,對(duì)粉末的物相組成、形貌和微觀組織進(jìn)行了分析;利用制得粉末,采用熱等靜壓技術(shù)（HIP）制備了接近全致密的粉末鈦合金,最后,為了進(jìn)一步破碎熱等靜壓后形成的硅化物,得到均勻的組織結(jié)構(gòu),分別在不同的溫度下對(duì)樣品進(jìn)行等溫鍛造,同時(shí)采用不同的熱處理參數(shù)對(duì)試樣進(jìn)行熱處理,試圖找到最佳熱處理參數(shù),以獲得較好的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn),兩種鈦合金鑄錠成分分布均勻,合金元素含量滿足國(guó)標(biāo)要求,且O含量均小于0.1%。鑄錠微觀組... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ａ－Ｔｉ和ｐ－Ｔｉ晶體結(jié)構(gòu)??Ｆｉｌ．ｌ?Ｃｒｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ－Ｔｉ?ａｎｄ－Ｔｉ??

但至今為止還未發(fā)現(xiàn)含鈦量較高的礦石，而且鈦的提取比較困難。類(lèi)似于??Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃａ等金屬元素，在不同的溫度下鈦具有密排六方和體心立方兩種晶體??結(jié)構(gòu)（圖１．１）。通過(guò)合金化或變形等方式可以極大的提高鈦的強(qiáng)度。鈦合金具有??比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、無(wú)磁性、耐高溫、生物兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種極其重??要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于化工、石油化工、醫(yī)藥、航空等領(lǐng)域［２］［３］。??：：蠢，，？：??０?２９５ｎｍ?Ｎｙ??圖１．１?ａ－Ｔｉ和ｐ－Ｔｉ晶體結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ－Ｔｉ?ａｎｄ?Ｐ－Ｔｉ??１．１．２欽合金合金化特點(diǎn)??根據(jù)對(duì)鈦合金ｐ轉(zhuǎn)變溫度的影響，其合金化元素可分為中性元素、ａ穩(wěn)定化??元素和Ｐ穩(wěn)定化元素（圖１．２）。ａ穩(wěn)定元素提高了合金的ａ／（３相變溫度，ａ相區(qū)??溫度范圍更廣，而Ｐ穩(wěn)定化元素能降低ｃｔ／ｐ相變溫度，使卩相區(qū)向溫度區(qū)轉(zhuǎn)移。??中性元素對(duì)卩轉(zhuǎn)變溫度的影響很小。??Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏ等元素，是高溫鈦合金中最常用的添加元素，通過(guò)固溶強(qiáng)??化和彌散強(qiáng)化方式

采用真空自耗電弧熔煉法制備兩種合金鑄錠。原材料選用粒度較為均勻的０??級(jí)海綿鈦，Ａｌ－Ｓｉ片、海綿Ｚｒ、Ａｌ－Ｍｏ車(chē)屑、Ｓｉ粉和Ｓｎ粒。鑄造棒料采用３０ｋｇ??真空自耗電弧爐（沈陽(yáng)真鑫科技有限公司）熔煉（圖２．１）。鈦合金鑄錠制備工藝??流程如圖２．２所示。鈦合金按照合金名義成分，稱取一定量的原料，混合均勻后??倒入模具中壓制成規(guī)格為〇５〇ｘ３００ｍｍ的單個(gè)電極棒料，電極本體為對(duì)稱多層柱??體結(jié)構(gòu)，如圖２．３所示。該多層結(jié)構(gòu)體的最外層為海綿鈦、Ａｌ－Ｓｉ中間合金和Ａｌ－Ｍｏ??中間合金形成的混合層，最內(nèi)層為錫粒層，中間層為海綿鋯、Ｓｉ粉和Ａｌ－Ｍｏ中??間合金形成的混合層。電極組焊后熔合成一次鑄錠。??ＨＵＨ??圖２．１真空自耗電弧熔煉設(shè)備??Ｆｉｇ．２．１?Ｖａｃｕｕｍ?ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ?ａｒｃ?ｍｅｌｔｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ???ｌ?—混枓—電極＂＂電極—熔煉??合金添加??劑??Ｉ?一次錠」一次辛次—」二次昆」線切??１處理ｎ組焊ｎ溶煉ｎ處理ｎ割丨??圖２．２鈦合金鑄錠制備工藝流程?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱等靜壓參數(shù)對(duì)Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金組織與力學(xué)性能的影響[J]. 郭瑞鵬,徐磊,程文祥,雷家峰,楊銳.  金屬學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]新一代600℃高溫鈦合金材料的合金設(shè)計(jì)及應(yīng)用展望[J]. 蔡建明,曹春曉.  航空材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]高溫鈦合金的現(xiàn)狀與前景[J]. 王清江,劉建榮,楊銳.  航空材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]國(guó)內(nèi)外高溫鈦合金研究及應(yīng)用的最新發(fā)展[J]. 侯金健,高強(qiáng)強(qiáng),安曉婷.  熱加工工藝. 2014(10)
[5]等溫鍛造研究現(xiàn)狀[J]. 張澤磊,李海榮,楊剛.  熱加工工藝. 2014(01)
[6]鈦合金的加工技術(shù)及發(fā)展[J]. 楊俊平.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2013(06)
[7]TC11粉末鈦合金的微觀組織及其形成機(jī)理[J]. 徐桂華,張緒虎,趙翠梅,王亮,陰中煒.  宇航材料工藝. 2013(03)
[8]真空自耗熔煉法制備大規(guī)格TA5-A鑄錠[J]. 劉華,廖強(qiáng),鄧超,王普毅,曲恒磊.  熱加工工藝. 2013(11)
[9]一種快速凝固高溫鈦合金粉末的熱等靜壓成形致密化過(guò)程及其機(jī)制研究[J]. 李少?gòu)?qiáng),陳志勇,王志宏,劉建榮,王清江,楊銳.  材料研究學(xué)報(bào). 2013(01)
[10]鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及加工技術(shù)發(fā)展概況[J]. 葉勇,王金彥.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(S2)

博士論文
[1]鈦硅共晶合金基礎(chǔ)研究[D]. 吳鶴.北京航空材料研究院 2002

碩士論文
[1]粉末冶金鈦合金力學(xué)性能與熱等靜壓致密化研究[D]. 郭瑞鵬.東北大學(xué) 2014
[2]純鈦及Ti6Al4V合金表面雙層輝光離子滲Zr及Zr-N共滲改性層的組織結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能研究[D]. 葉姣榮.太原理工大學(xué) 2010
[3]新型鈦合金工藝試驗(yàn)及組織性能研究[D]. 孟強(qiáng).西安建筑科技大學(xué) 2006
[4]Sn元素對(duì)Ti-Zr-Nb-Sn合金系組織和性能的影響[D]. 孫敬.天津大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3403505