鈦及鈦合金具有密度小、比強度高、耐高溫、耐蝕性好、良好的生物惰性和機械性能等優(yōu)異的綜合性能,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航空航天、石油化工、醫(yī)療、汽車、體育等領(lǐng)域。然而鈦及鈦合金生產(chǎn)成本高、加工周期長等特點制約了它的大規(guī)模應(yīng)用,尋找簡便的鈦合金制備工藝,降低鈦材成本,成為國內(nèi)外鈦材研究的熱點之一。粉末冶金法具有近凈成形、工藝流程短的優(yōu)點,是制造低成本、高性能鈦合金的理想工藝。本課題選擇Ti-6Al-4V合金體系,采用TiH₂為原料,以粉末冶金法制備鈦合金。本研究通過對氫化鈦的脫氫行為進行熱分析及熱力學研究,并將TiH₂和TiH₂-Al-V壓坯分別在400℃、500℃、600℃、750℃和1200℃溫度下進行燒結(jié)脫氫,對得到的不飽和氫化鈦（TiHx）進行物相分析;對不同燒結(jié)溫度下樣品的致密化和收縮率進行分析,并探究了 1200℃燒結(jié)得到Ti-6Al-4V合金的組織形貌及氫含量。經(jīng)研究得到以下結(jié)論:通過熱力學計算,得出在本研究高溫高真空非平衡狀態(tài)下,氫化鈦脫氫的熱力學吉布斯自由能計算公式AGT。經(jīng)計算可知,當溫度為300℃C,爐內(nèi)氫分壓小... 

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒言
    1.1 前言
    1.2 鈦及鈦合金
        1.2.1 金屬鈦性質(zhì)
        1.2.2 鈦及鈦合金分類
        1.2.3 鈦及鈦合金的應(yīng)用
    1.3 粉末冶金鈦合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 粉末冶金鈦合金技術(shù)的發(fā)展歷史
        1.3.2 粉末冶金鈦合金研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的研究意義及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 實驗原理、原料與方法
    2.1 實驗原料與設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 TiH_2粉末的比表面積檢測
        2.1.3 實驗設(shè)備
    2.2 實驗基本工藝路線
        2.2.1 實驗流程
        2.2.2 原料粉末的制備
        2.2.3 實驗樣品的壓制
        2.2.4 實驗的燒結(jié)制度及條件
    2.3 分析檢測手段
        2.3.1 BET多點法比表面積檢測
        2.3.2 熱重(TG-DTG)分析
        2.3.3 壓坯尺寸及密度測量
        2.3.4 燒結(jié)樣品尺寸及密度測量
        2.3.5 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.6 金相試樣制備
        2.3.7 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜(EDS)分析
        2.3.8 燒結(jié)樣品的氫含量檢測
第三章 TiH_2脫氫熱力學分析
    3.1 Ti-H相圖
    3.2 TiH_2脫氫的熱力學判據(jù)及計算
        3.2.1 熱力學判據(jù)
        3.2.2 TiH_2脫氫的熱力學判據(jù)
        3.2.3 TiH_2脫氫的熱力學計算
    3.3 原料粉末的熱分析
        3.3.1 TiH_2的TG-DTG熱分析
        3.3.2 TiH_2-Al-V的TG-DTG熱分析
    3.4 TiH_2脫氫過程分析推斷
    3.5 實際燒結(jié)中溫度與真空度關(guān)系
    3.6 本章小結(jié)
第四章 不同溫度燒結(jié)樣品的物相分析
    4.1 TiH_2粉末的XRD分析
    4.2 不同溫度燒結(jié)后TiH_2的脫氫狀況
        4.2.1 400℃燒結(jié)后樣品的XRD分析
        4.2.2 500℃燒結(jié)后樣品的XRD檢測
        4.2.3 600℃燒結(jié)后樣品的XRD檢測
        4.2.4 750℃燒結(jié)后樣品的XRD檢測
        4.2.5 1200℃燒結(jié)后樣品的XRD檢測
        4.2.6 不同溫度燒結(jié)TiH_2樣品XRD對比分析
        4.2.7 不同溫度燒結(jié)TiH_2-Al-V樣品XRD對比分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 燒結(jié)樣品的微觀形貌及致密化研究
    5.1 TiH_2-Al-V粉末的SEM檢測
    5.2 1200℃燒結(jié)后Ti-6Al-4V樣品的金相分析
    5.3 1200℃燒結(jié)后Ti-6Al-4V樣品的SEM分析
    5.4 Al、V元素對Ti-6Al-4V合金組織的影響
    5.5 不同溫度燒結(jié)后樣品的收縮率
    5.6 不同溫度燒結(jié)樣品的密度變化
    5.7 1200℃燒結(jié)樣品的氫含量
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本研究創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利
附錄B 攻讀碩士期間參加研究工作


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型鈦及鈦合金牌號的發(fā)展和命名[J]. 黃永光,孟慶林.  鈦工業(yè)進展. 2000(06)
[2]漫談鈦合金在艦船上的應(yīng)用[J]. 孟祥軍,時錦.  鈦工業(yè)進展. 2003(Z1)
[3]高性能鈦合金粉末冶金技術(shù)研究[J]. 王亮,史鴻培.  宇航材料工藝. 2003(03)
[4]鈦合金熱氫處理技術(shù)及其應(yīng)用前景[J]. 侯紅亮,李志強,王亞軍,關(guān)橋.  中國有色金屬學報. 2003(03)
[5]采用氫化-脫氫（HDH）鈦粉和氫化鈦粉制備MIMTi-6Al-4V合金[J]. 喻嵐,李益民,鄧忠勇,李篤信.  稀有金屬材料與工程. 2005(10)
[6]低成本生產(chǎn)鈦粉及鈦粉末冶金制品途徑的探索[J]. 孫世杰.  粉末冶金工業(yè). 2005(04)
[7]中國航空結(jié)構(gòu)用新型鈦合金研究[J]. 朱知壽,王新南,童路,曹春曉.  鈦工業(yè)進展. 2007(06)
[8]氫合金化鈦合金粉末成形制件技術(shù)的發(fā)展[J]. 趙嘉琪,南海,黃東.  特種鑄造及有色合金. 2007(08)
[9]鈦及鈦合金粉末的注射成形[J]. 周洪強,陳志強.  稀有金屬快報. 2006(02)
[10]氫化脫氫法制備鈦粉工藝研究[J]. 洪艷,曲濤,沈化森,王兆林,車小奎.  稀有金屬. 2007(03)

博士論文
[1]氫在鈦晶體中作用的第一原理計算和分子動力學模擬研究[D]. 韓秀麗.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]置氫鈦合金亞穩(wěn)相變及其室溫變形行為的研究[D]. 孫中剛.大連理工大學 2009
[3]汽車用粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al合金的研究[D]. 湯慧萍.中南大學 2004

碩士論文
[1]鈦及鈦合金熔鹽滲硼工藝及滲硼層性能研究[D]. 黃波.昆明理工大學 2016
[2]氫在鈦中擴散和相變的模擬與實驗研究[D]. 李瑋奇.南京航空航天大學 2009



本文編號：3694672