發(fā)布時(shí)間：2021-12-29 19:58

　　超細(xì)晶粒是鈦合金的一個(gè)重要發(fā)展方向,但是高昂的制造成本,限制了超細(xì)晶鈦材料的應(yīng)用。雷豹等證實(shí)了 TiH₂粉燒結(jié)后,樣品的晶粒度會(huì)隨著原料粉末粒度的減小而減小,并利用攪拌球磨得到的超細(xì)TTiH₂粉制備出超細(xì)晶粒純鈦。本文以氣流磨超細(xì)TiH₂粉為原料,采用壓制-燒結(jié)和熱等靜壓工藝制備出細(xì)晶粒純鈦制品,在原料制備、性能檢測(cè)、燒結(jié)工藝等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先,利用攪拌球磨、行星球磨和氣流磨制備超細(xì)TiH₂,發(fā)現(xiàn)三種方法制備的粉末粒度均可達(dá)到超細(xì)粉標(biāo)準(zhǔn)。攪拌球磨和行星球磨制備的粉末的粒度分布范圍較窄,但粉末受到了嚴(yán)重污染,而氣流磨制取的TiH₂粉純度較高,可作為制備細(xì)晶粒純鈦的原料。利用差示掃描量熱儀研究了不同粒度的TiH₂粉的分解特性及超細(xì)TiH₂粉在不同升溫速度下的分解特性。發(fā)現(xiàn)TiH₂開始吸熱的溫度（分解溫度）和吸熱峰對(duì)應(yīng)的溫度隨著其顆粒尺寸的減小而降低。例如,粒度為17、5、1.56μm的TiH₂

【文章來(lái)源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２高壓扭轉(zhuǎn)示意圖［７］??由于變形試樣的尺寸不發(fā)生改變，試樣的外側(cè)可引入較大的剪切應(yīng)變，使金??

等［８’９］首次提出并逐步發(fā)展起來(lái)的一種變形方法。由于采用ＡＲＢ工藝制備的板材??具有層壓復(fù)合鋼板的特性，而且這種方法在傳統(tǒng)乳機(jī)上也可以操作，因此可用于??加工各種金屬材料。其原理（見圖１．３）是先將兩塊原始板材放好，采用傳統(tǒng)軋??制方法使板材軋焊在一起，在必要的時(shí)候?qū)Π宀谋砻孢M(jìn)行清洗處理以提高其結(jié)合??強(qiáng)度，然后將軋制的板材從中間剪斷分成兩部分，再將這兩部分進(jìn)行表面處理、??堆疊軋制，然后再進(jìn)行軋焊，如此循環(huán)反復(fù)，不斷的堆疊和乳焊造就了材料的超??細(xì)晶粒組織。??Ｓｕｒｆａｃｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?＿??—?［Ｃｕｔｔｉｎｇ］丨丨??＾?Ｗｉｒｅ?ｂｒｕｓｈｍｇ?ＩＩ?ｆ??Ｒｏｌｌ?ｂｏｎｄｉｎｇ??？?Ｏ?Ｉ??丨…入?７?］??Ｈｅａｔｉｎｇ?＇ｖ??ｕ??圖１．３疊軋焊原理圖：８］??板材軋制時(shí)的溫度應(yīng)該低于再結(jié)晶溫度，因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)再結(jié)??晶，疊軋過(guò)程中所產(chǎn)生的累積應(yīng)變被抵消，但是過(guò)低的溫度又會(huì)導(dǎo)致材料的延展??性和結(jié)合強(qiáng)度下降。材料的裂紋現(xiàn)象是ＡＲＢ工藝存在的一個(gè)較大的問題［１Ｇ］。由??于材料在軋焊過(guò)程中產(chǎn)生極大的累積塑性應(yīng)變，導(dǎo)致板材經(jīng)多次循環(huán)乳焊后邊緣??產(chǎn)生裂紋，例如采用ＡＲＢ工藝加工Ａｌ－Ｍｇ合金時(shí)，邊緣裂紋會(huì)迅速擴(kuò)展到板材??中央

ＳｉＣ加入量為ｌｗｔ．％時(shí)，坯樣的平均晶粒尺寸達(dá)到知ｍ。：８１１〇５１￡等［４５］將球磨后的??超細(xì)ＴｉＨ２在真空中７５０°Ｃ燒結(jié)２ｈ后得到密度為４．４８ｇ／ｃｍ３的坯樣，坯樣晶粒細(xì)小??（見圖１．４）。??圖１．４放大１０００倍的球磨超細(xì)丁識(shí)２在真空中７５０°Ｃ燒結(jié)２ｈ后的金相組織［４６］??１．３?ＴｉＨ２的特性與應(yīng)用??１．３．１欽氫化合物??如圖１．５所示是Ｔｉ－Ｈ相圖。從圖中可以看出，鈦和氫不會(huì)形成具有穩(wěn)定化學(xué)??計(jì)量關(guān)系的化合物，隨著氫在鈦中的含量變化，會(huì)產(chǎn)生一些固溶體和相變。鈦的??氫化物主要是ＴｉＨ和ＴｉＨ２。ＴｉＨ是具有金屬光澤的灰色粉末。屬于立方晶系，晶??格常數(shù)ａ＝０．３１１ｎｍ，?ｃ＝０．５０２ｎｍ［４６］。較粗的ＴｉＨ２粉末呈灰色的金屬光澤，隨著粉??末粒度下降，其顏色逐漸變?yōu)榛液谏＃裕椋龋泊嬖趦煞N晶格結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度低于３７°Ｃ??時(shí)屬于面心四方晶系，晶格常數(shù)為ａ＝０．４５２８ｎｍ，ｃ＝０．４２７９ｎｍ；溫度高于３７°Ｃ時(shí)??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TiH2粉末的高能行星球磨及超細(xì)晶鈦燒結(jié)[J]. 曹杰義,肖平安,雷豹,張小虎,范安平,軒翠華.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(10)
[2]工業(yè)純鈦的高溫?zé)嵫趸袨閇J]. 李旭,彭小燕,段雨露,張履國(guó),趙以容,王學(xué)文,徐國(guó)富.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[3]淺談鋁合金熔體的處理[J]. 矯鑫.  甘肅科技. 2012(17)
[4]TiH2粉末制備鈦合金的燒結(jié)脫氫規(guī)律及工藝[J]. 張家敏,易健宏,雷霆,房志剛,甘國(guó)友,嚴(yán)繼康,杜景紅,方樹銘,王洪濤.  科技導(dǎo)報(bào). 2012(01)
[5]氫化鈦的動(dòng)態(tài)分解行為與規(guī)律[J]. 王耀奇,張寧,任學(xué)平,侯紅亮,王寶偉.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2011(06)
[6]MgCO3對(duì)AZ63鎂合金晶粒細(xì)化工藝的研究[J]. 劉明偉,陳體軍,黃連凱.  中國(guó)鑄造裝備與技術(shù). 2011(05)
[7]熔體溫度處理及變質(zhì)對(duì)Al-20%Si合金凝固組織的影響[J]. 王連登,朱定一,陳永祿,魏?jiǎn)戳?李秋菊,黃利光,宋偉,吳海彬.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(09)
[8]淺述鈦基合金制備、成形和加工過(guò)程中的晶粒細(xì)化方法[J]. 王濤,郭鴻鎮(zhèn),石志峰,姚澤坤.  航空制造技術(shù). 2011(06)
[9]第一性原理研究TiH2的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)[J]. 劉顯坤,張旸,鄭洲,蘭曉華.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2011(02)
[10]劇塑性變形制備超細(xì)晶/納米晶結(jié)構(gòu)金屬材料的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用展望[J]. 康志新,彭勇輝,賴曉明,李元元,趙海東,張衛(wèi)文.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(04)

碩士論文
[1]TiH2/SiC復(fù)合粉末的攪拌球磨及其燒結(jié)行為研究[D]. 張小虎.湖南大學(xué) 2012
[2]純錫的晶粒細(xì)化及機(jī)理研究[D]. 汪婷.蘭州理工大學(xué) 2012
[3]TiH2粉末的行星球磨及其對(duì)燒結(jié)鈦合金顯微組織演變的影響研究[D]. 雷豹.湖南大學(xué) 2012
[4]TiH2粉體脫氫特性和壓制與燒結(jié)行為研究[D]. 戴坤良.湖南大學(xué) 2009
[5]TiH2粉末注射成形技術(shù)研究[D]. 劉素紅.湖南大學(xué) 2009
[6]TiB2-AlN復(fù)相陶瓷的制備與性能研究[D]. 王斌.武漢理工大學(xué) 2007
[7]BT20合金氫處理工藝及熱變形行為研究[D]. 王偉功.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3556779