本文關(guān)鍵詞：Cr含量對(duì)Ti5Mo5V3Al-xCr系鈦合金顯微組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京有色金屬研究總院》 2015年

Cr含量對(duì)Ti5Mo5V3Al-xCr系鈦合金顯微組織與性能的影響

崔雪飛  

【摘要】：Ti5Mo5V3Al-xCr(x=1.0-9.0)系列鈦合金是近年來(lái)研制的具有高強(qiáng)性能的一系列新型β鈦合金。本文選取Cr含量分別為1.0%,3.0%,5.0%,7.0%和9.0%的五種Ti5Mo5V3Al-xCr系列合金為研究對(duì)象,通過(guò)采用計(jì)算法、金相法、差示掃描量熱法以及原位熱膨脹法對(duì)五種合金在連續(xù)冷卻過(guò)程和等溫時(shí)效過(guò)程中的固態(tài)相變進(jìn)行了研究。采用恒應(yīng)變速率熱壓縮實(shí)驗(yàn),對(duì)合金系的熱變形行為進(jìn)行了研究。通過(guò)不同熱處理工藝對(duì)合金系的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)合金相(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)及X射線衍射(XRD)等分析手段探討了Cr含量對(duì)合金系性能和顯微組織的影響規(guī)律和影響機(jī)制,并評(píng)價(jià)了不同Cr含量合金的綜合性能匹配,分析了寬Cr含量范圍內(nèi)的Ti5Mo5V3Al-xCr系合金的應(yīng)用特點(diǎn)及適用的工程應(yīng)用類型。結(jié)果表明：Ti5Mo5V3Al-xCr (x=1.0、3.0、5.0、7.0、9.0)合金穩(wěn)定β相的能力隨Cr含量的增加而提高,T(α+β)/β隨著Cr含量的增加呈線性降低趨勢(shì),每增加1%的Cr含量,相變點(diǎn)降低約17.5℃左右。Cr含量的增加造成參與α+β→β轉(zhuǎn)變的α相數(shù)量減少是造成相變溫度降低的內(nèi)在原因。等溫相變動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果顯示1Cr和3Cr合金在420℃～620℃試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)均具有較快的相變速度；5Cr和7Cr合金在520℃～620℃的相變速度較快；9Cr合金則在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)均具有較慢的相變速度。五種不同Cr含量合金在a+fl兩相區(qū)熱變形時(shí),應(yīng)力曲線具有明顯軟化峰,軟化機(jī)制以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主。β相區(qū)熱變形時(shí),應(yīng)力曲線無(wú)明顯軟化峰,軟化機(jī)制以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主。合金在相變點(diǎn)以下溫度(973K)以較低的應(yīng)變速率(0.001s-1)熱變形和相變點(diǎn)以上溫度(1123K)以較高的應(yīng)變速率(0.1s-1)熱變形時(shí)可獲得較為理想的熱變形組織結(jié)構(gòu)。低應(yīng)力水平流變應(yīng)力本構(gòu)方程適合描述合金系在單相區(qū)的熱變形行為,而高應(yīng)力水平流變應(yīng)力本構(gòu)方程適合描述合金在兩相區(qū)的熱變形行為。合金流變應(yīng)力對(duì)溫度的敏感性隨著Cr含量的增加和應(yīng)變速率的增加而降低。對(duì)應(yīng)變速率的敏感性隨著變形溫度的增加而增加。兩相區(qū)熱變形時(shí),合金的熱變形激活能隨Cr含量的增加而降低。單相區(qū)熱變形時(shí),合金的熱變形激活能與合金初始晶粒尺寸相關(guān)。合金系的時(shí)效強(qiáng)化能力隨Cr含量的增加而降低,強(qiáng)化機(jī)制為αs相的析出強(qiáng)化,αs相的析出數(shù)量和尺寸決定時(shí)效強(qiáng)度的高低。Cr含量的增加導(dǎo)致等溫時(shí)效階段可分解的β相體積分?jǐn)?shù)的減少?gòu)亩斐搔羢相的析出數(shù)量減少是合金強(qiáng)化效應(yīng)隨Cr含量增加而下降的主要因素。1Cr-7Cr四種不同Cr含量合金可通過(guò)等效時(shí)效工藝[575-15(x-1)]℃/[2+1.5(x-1)]h獲得相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。5Cr合金表現(xiàn)出了較好的相穩(wěn)定性、強(qiáng)化效應(yīng)、強(qiáng)塑性匹配以及熱加工性能的匹配,具有作為高強(qiáng)高韌結(jié)構(gòu)件應(yīng)用的潛力。工程應(yīng)用分析表明,1 Cr和3Cr合金適合于通過(guò)熱變形成型作為高強(qiáng)度和高硬度結(jié)構(gòu)件使用；5Cr合金兼具可冷、熱成型特點(diǎn),適合作為高強(qiáng)高韌結(jié)構(gòu)件使用；7Cr和9Cr合金適合通過(guò)冷變形方式成型,作為冷軋板材使用,9Cr合金還適合以溫拉的成型方式制備絲材。整體上,隨著合金中Cr含量的增加導(dǎo)致的穩(wěn)定β相能力的提高,合金系適宜的變形加工方式由熱變形向冷變形方式過(guò)渡。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.23
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1 崔雪飛;Cr含量對(duì)Ti5Mo5V3Al-xCr系鈦合金顯微組織與性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

2 甘國(guó)強(qiáng);TA15合金形變—相變耦合過(guò)程的介觀模擬計(jì)算[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

3 李彥;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的相變問(wèn)題研究[D];上海交通大學(xué);2014年

4 何文軍;TiNiCu合金條帶的晶化、相變及形狀記憶性能[D];山東大學(xué);2007年

5 王國(guó)祥;新型Sb-Te基薄膜制備與相變性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海技術(shù)物理研究所）;2014年

6 崔新林;沖擊波壓縮下鐵的結(jié)構(gòu)相變及微觀機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

7 宮長(zhǎng)偉;Ni-Ti（Ta）合金的相變和電子結(jié)構(gòu)的研究[D];大連理工大學(xué);2006年

8 吳燕飛;二氧化釩薄膜和摻雜粉體的結(jié)構(gòu)及其相變性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

9 孔祥飛;相變蓄冷建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能研究[D];天津大學(xué);2013年

10 彭志明;單晶Ni-Mn-Ga孿晶界遷動(dòng)機(jī)制研究及應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變模擬[D];上海交通大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王艷芝;快速凝固Ti-Ni-Cu基合金組織結(jié)構(gòu)、相變和力學(xué)行為的研究[D];大連交通大學(xué);2015年

2 文小潔;相變材料用量及與環(huán)境溫差對(duì)防護(hù)服熱防護(hù)效果的影響[D];蘇州大學(xué);2015年

3 周月蘭;有序—無(wú)序型相變晶體材料的設(shè)計(jì)、合成及性能研究[D];江西師范大學(xué);2015年

4 羅豐;Q235B相變模型研究[D];武漢科技大學(xué);2011年

5 艾明星;相變貯能材料的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2003年

6 邱天;相變蓄能器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[D];浙江大學(xué);2006年

7 王強(qiáng);銅基形狀記憶合金的相變內(nèi)耗及其機(jī)制[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

8 彭程;應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變微結(jié)構(gòu)演化的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)、理論計(jì)算和數(shù)值模擬[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

9 黃理;Ce和CeO_2的相變與相穩(wěn)定性：晶格動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2006年

10 劉常萬(wàn);Ti-49.8Ni合金冷拔絲材相變和形狀記憶行為研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：Cr含量對(duì)Ti5Mo5V3Al-xCr系鈦合金顯微組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：183698