鈦鋁基合金具有密度低,高溫強(qiáng)度高,抗蠕變和抗氧化能力好等特點(diǎn),可應(yīng)用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱結(jié)構(gòu)件,在汽車行業(yè)也具有廣泛的應(yīng)用前景。但是鈦鋁合金的低延展率,特別是低室溫塑性和成形性較差等難題限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的規(guī)�；瘧�(yīng)用。為了克服鈦鋁合金的這些不足,本文采用氣霧化方法制備了Ti-48 at.%Al合金粉末,對(duì)粉末的凝固組織和相演變進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析。利用放電等離子燒結(jié)和熱等靜壓方法進(jìn)行粉末燒結(jié),并通過熱壓縮模擬和等溫鍛造研究了熱等靜壓態(tài)鈦鋁合金的熱變形行為及其性能。氬氣霧化粉末凝固組織SEM觀察表明,形核質(zhì)點(diǎn)數(shù)對(duì)凝固組織的影響很大。初始形核數(shù)量隨著液滴尺寸的增加而增加,且與液滴尺寸近似成對(duì)數(shù)關(guān)系。隨著液滴直徑的增加,其固/液界面凝固形式由雙曲模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥膱A網(wǎng)格模式。將初始形核數(shù)作為變量引入牛頓冷卻模型,得到了氣霧化液滴凝固過程優(yōu)化模型。并通過數(shù)學(xué)推導(dǎo),建立了鈦鋁合金液滴初始形核過冷度和液滴直徑之間的關(guān)系。在氣霧化過程中,熔融的液流在高速氣流作用下被破碎成不同尺寸的細(xì)小球形液滴,液滴急劇冷卻,快速進(jìn)入深過冷狀態(tài)。液滴凝固釋放的結(jié)晶潛熱主要由液滴本身吸收,液滴很快進(jìn)入再輝階段。當(dāng)液滴完...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鈦鋁合金的研究進(jìn)展
        1.2.1 鈦鋁基合金成分
        1.2.2 鈦鋁合金的顯微組織
        1.2.3 鈦鋁合金的性能
    1.3 鈦鋁基合金成形及加工技術(shù)進(jìn)展
        1.3.1 鑄錠冶金工藝
        1.3.2 精密鑄造工藝
        1.3.3 粉末冶金工藝
    1.4 鈦鋁基合金粉的氣霧化法制備
        1.4.1 氣霧化的特點(diǎn)
        1.4.2 氣霧化液滴的凝固過程
    1.5 鈦鋁基合金的熱變形
        1.5.1 等溫鍛造
        1.5.2 包套鍛造
        1.5.3 熱包套擠壓
        1.5.4 包套軋制
    1.6 選題意義及主要研究?jī)?nèi)容
第2章 材料制備及研究方法
    2.1 材料制備方法
        2.1.1 粉末制備
        2.1.2 熱等靜壓燒結(jié)
        2.1.3 放電等離子燒結(jié)
        2.1.4 熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.1.5 等溫鍛造實(shí)驗(yàn)
        2.1.6 熱處理
    2.2 微觀組織及成分分析
        2.2.1 光學(xué)顯微分析
        2.2.2 掃描電子顯微分析
        2.2.3 X射線衍射分析
        2.2.4 透射電子顯微分析
    2.3 熱分析
    2.4 性能測(cè)試及分析方法
        2.4.1 硬度測(cè)試
        2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試
第3章 氣霧化鈦鋁合金粉末凝固過程
    3.1 前言
    3.2 鈦鋁合金液滴凝固過程的模型建立
        3.2.1 鈦鋁合金粉末凝固形貌特征
        3.2.2 霧化氣體和液滴的飛行規(guī)律
        3.2.3 冷卻模型
    3.3 計(jì)算結(jié)果與討論
        3.3.1 過冷度
        3.3.2 不同尺寸液滴的凝固過程
        3.3.3 初始速度對(duì)液滴凝固過程的影響
        3.3.4 潤濕特性對(duì)液滴凝固過程的影響
    3.4 凝固過程形貌演變分析
        3.4.1 絕對(duì)穩(wěn)定平界面生長
        3.4.2 胞晶向樹枝晶轉(zhuǎn)變
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氣霧化鈦鋁合金相結(jié)構(gòu)
    4.1 前言
    4.2 不同尺寸粉末的相結(jié)構(gòu)
        4.2.1 細(xì)小粉末
        4.2.2 中等粒度粉末
        4.2.3 粗大粉末
    4.3 氣霧化鈦鋁合金凝固過程的相演變
        4.3.1 初生相的熱力學(xué)分析
        4.3.2 初生相的動(dòng)力學(xué)分析
        4.3.3 粉末的相對(duì)相含量
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鈦鋁合金燒結(jié)成形及性能
    5.1 前言
    5.2 鈦鋁合金粉末的燒結(jié)成形
        5.2.1 鈦鋁合金粉末放電等離子燒結(jié)
        5.2.2 鈦鋁合金粉末的熱等靜壓成形
    5.3 鈦鋁合金高溫壓縮變形行為
        5.3.1 高溫壓縮真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
        5.3.2 熱等靜壓態(tài)鈦鋁合金熱激活能
        5.3.3 熱等靜壓態(tài)鈦鋁合金熱壓縮過程的組織演變
    5.4 鈦鋁合金熱加工圖及等溫鍛造
        5.4.1 鈦鋁合金熱加工圖的建立
        5.4.2 鈦鋁合金的等溫鍛造
        5.4.3 鈦鋁合金的力學(xué)性能
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3888151