鈦系層壓金屬復合材料兼具鈦層的高比強度、強耐腐蝕性和耐熱性以及復合層在結(jié)構(gòu)和物理化學上的特殊性能,因此在建筑、石油化工、航空航天以及海洋工程等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。復合工藝和界面性能是復合板研究的重點,本文以鈦/鋼復合板和鈦/鋁復合板這兩種典型的鈦系層壓金屬復合材料為研究對象,探索研究符合其結(jié)合特征的復合工藝,并對界面性能進行系統(tǒng)研究。對于鈦/鋼復合板,鈦與鋼在室溫結(jié)合困難且在高溫界面易形成脆性相,基于此,本文探索提出了一種新的復合工藝,即釬焊軋制法,通過實驗分析研究了熱軋及熱處理后鈦/鋼復合板的結(jié)合性能、界面顯微組織、界面結(jié)構(gòu)演變和力學性能。而對于鈦/鋁復合板,其各層力學性能和塑性變形能力差異較大,在塑性變形過程中各層相互制約作用使得復合板在整體上表現(xiàn)出與單一金屬不一樣的變形行為,基于此,本文采用切塊法建立了鈦/鋁冷軋形變模型,明確了結(jié)合性能提升和變形協(xié)調(diào)的關(guān)鍵因素。根據(jù)理論分析結(jié)果,采用冷軋工藝,研究不同鋁強度對鈦/鋁復合板界面結(jié)合性能的影響,分析了鈦、鋁之間的變形協(xié)調(diào)性,闡述了鈦/鋁冷軋復合板結(jié)合機理。采用新型復合工藝制備了鈦/鋼復合板。在純鈦和低碳鋼之間加入單一的紫銅T2、B...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 鈦/鋼、鈦/鋁連接特點及現(xiàn)狀
        2.1.1 鈦/鋼連接
        2.1.2 鈦/鋁連接
    2.2 鈦/鋼、鈦/鋁復合板的制備方法
        2.2.1 鈦/鋼復合
        2.2.2 鈦/鋁復合
    2.3 金屬層狀復合板結(jié)合機理及結(jié)合強度測定方法
        2.3.1 金屬層狀復合板結(jié)合機理
        2.3.2 界面結(jié)合強度測定
    2.4 課題研究背景及研究內(nèi)容
        2.4.1 研究背景
        2.4.2 研究內(nèi)容
        2.4.3 技術(shù)路線
        2.4.4 創(chuàng)新點
3 鈦/鋼復合板釬焊軋制工藝及界面性能研究
    3.1 實驗流程
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 釬焊預復合工藝
        3.1.3 軋制終復合工藝
        3.1.4 軋后熱處理工藝
        3.1.5 拉伸剪切試驗
        3.1.6 力學性能研究和界面微觀組織表征
    3.2 釬焊和軋制后界面剪切強度變化規(guī)律
    3.3 鈦/鋼復合板界面微觀組織變化
        3.3.1 釬焊后界面微觀組織特點
        3.3.2 軋制后界面顯微組織結(jié)構(gòu)演變
        3.3.3 熱處理后界面微觀組織特征
    3.4 界面反應生成相對Ti-T2-steel界面失效的影響機理
    3.5 熱處理工藝對力學性能的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 鈦/鋁復合板冷軋變形理論研究
    4.1 復合板冷軋變形特點
    4.2 形變模型分析
        4.2.1 區(qū)域Ⅰ(xa≤x≤L)
        4.2.2 區(qū)域Ⅱ(xb≤x≤xa)
        4.2.3 區(qū)域Ⅲ(xn≤x≤xb)
        4.2.4 區(qū)域Ⅳ(0≤x≤xn)
    4.3 摩擦系數(shù)的定義
    4.4 各區(qū)域應力的求解
    4.5 各層各向異性屈服準則及參數(shù)確定
    4.6 模型結(jié)果分析
        4.6.1 模型可靠性的驗證
        4.6.2 軋制壓下率的影響
        4.6.3 初始鋁強度的影響
        4.6.4 鈦與鋁之間的摩擦系數(shù)的影響
        4.6.5 鋁層初始厚度的影響
    4.7 本章小結(jié)
5 鈦/鋁冷軋制備工藝及界面結(jié)合性能研究
    5.1 實驗材料和方法
    5.2 原始鋼刷表面形貌
    5.3 鈦/鋁冷軋復合板界面結(jié)合強度
    5.4 復合板各層變形規(guī)律
    5.5 鈦/鋁冷軋復合板剝離表面形貌
    5.6 結(jié)合界面特征
    5.7 界面附近變形顯微組織及織構(gòu)
        5.7.1 顯微組織
        5.7.2 形變與織構(gòu)
    5.8 界面結(jié)合機理
        5.8.1 表面硬化層和氧化膜的受力破裂
        5.8.2 金屬擠壓過程
        5.8.3 結(jié)合機理
    5.9 本章小結(jié)
6 結(jié)論
7 展望
參考文獻
附錄
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3829400