Ti 1-x Fe x 合金力学性能的第一性原理研究
发布时间：2021-01-19 19:45
近年来,航空航天、海洋舰船和深海装备等行业发展迅速,这主要得益于新型轻质合金材料研制与开发。其中,钛合金材料拥有的综合力学性能十分突出,如高强度、轻质量、耐腐蚀、抗疲劳、无磁且耐高温等特性,引起了行业内外的高度重视,在航天航空、深海探测、生物医疗、海洋工程装备等领域得到了广泛的应用。β-钛合金就是这样的一类钛合金,因具有高强度/质量比、深淬透性以及质量轻、高强-高韧匹配等优良的综合性能而备受青睐,但由于开发成本极高、可锻性差、加工工艺敏感等因素极大的阻碍了高强钛合金的应用,因此,进一步设计和开发成本低廉、综合性能优异的β-钛合金,拓展钛合金的应用领域势在必行。对于β-钛合金,其主要缺陷可以通过添加稳定的β型合金元素来改善。我们以合金元素Fe为例重点说明合金元素对钛合金的相变和性能的影响规律。Fe元素之所以成为我们的重点研究对象,因为它不仅是稳定的β型元素,在纯金属中强度较高,易与其他金属形成更高强度的合金,而且相对于一些得到广泛研究的合金元素（V,Nb,Mo等）价格更低廉,这符合我们低成本的要求。基于以上的基本要求,利用第一性原理基本方法,本文重点研究了以下两部分内容:1、合金元素Fe...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１（ａ）中国钛需求量分布；（ｂ沖国钛材总消耗量和航空消耗量与全球对比??
Ｓｌｌｆｎｆｌｈ?ｌ？ａｒ＾ｌｌ?Ｍｔｉｏ?＜Ｍｆ＞?ａｎ）?ｇ￣＊ｌ?Ｅｌ〇ｆ１Ｑ３ｔｌ〇ｎ?（?６?ＳｔＴＳｌｆｌ）??图１．３⑷轻质高强合金的发展趋势（ｂ）不同类型钛合金的强度Ｍ??我国紧随发达国家的脚步，加快开发高强钛合金的步伐，如西北金属研究院研??制的ＴＢ１９、ＴＢ２０、Ｔｉｌ３００，陕西宝鸡的宝钛集团研制的Ｔｉ－６Ｃｒ－５Ｍｏ－４Ａｌ，北京??金属研究院研制的ＴＢ１０等１３７＿，这些高强高初钛合金主要用于航空航天构件，如我??国多种型号卫星的星箭连接带、飞机机身和机翼结构中的铸造部件。不仅如此，近??年来异常火热的生物医疗行业，我国也取得了一些不错的研究成果，如Ｔｉ２４４８合金??ｌ４Ｗ２ｌ，由中国科学有色金属研宄所钛合金部研制与开发，具有模量低，强度尚，韧??性好，无毒以及生物相容性良好等特点，在医疗合金领域有巨大的应用潜力。除／??
?娜臀??图１．２（ａ）?ｐ相与ｃｏ相的晶体结构关系；（ｂ）ｐ相与ａ＇相晶体结构关系；（ｃ）（３相与ａ〃相的晶体结??构关系??ＴｉＭｏＺｒＡＵ?ＳＰ－７００和法国研制的Ｐ－ＣＥＺｌ３２－３７＾。这些高强钛合金都具有各自优异的??性能，满足了不同行业的需求，如Ｔ１０２３具有高结构效益、高可靠主要用于波??音７８７、空客Ａ３８０起落架支柱；ＢＴ２２合金具有高强度、高韧性、优良的塑性和焊??接性能优异等特征，主要在大型机械锻件和大型整体构件方面使用，如重型运输机??的机体；ｌ〖ｌｊＴｉｍｅｔａｌ５５５高强度与高初性就更加突出，其强度高达１５１７ＭＰａ，是波音??７８７主起落架的核心材料丨２（）１。??（ａ）?ｊ：ｌ〇〇ｆ?Ｈ—Ｎ?溫８５?（ｂ）??￣?Ｉ?ｍ?１．４００????ｙ?ｓ?１．２００?ｒ??ｉ／?城?ｔ：?＿－??ｉ?６００??Ｎｅａｒ?ｊ?ａｌｌｏｙｓ??１００?４００?＿?Ｎｅａｒ／Ｉ?ａｌｌｏｙｓ??＾／．＇ａｌｌｏｙｓ??■?Ｔｈｒｅｅ?ｐｈａｓｅ?ａｌｌｏｙｓ??—ｅ?Ｕｎａｌｌｏｙｅｄ?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ｐｕｒｉｔｙ??ｎｍｐｍｕｍ?■?Ｈｉｅｆａｃｈｉｃａｉ?ｎａｎｏｓｌｒｕｃｔｕｉｅｄ?Ｔｉ－１８５??］?５?＾?＾???■?ｘｗ?ｊｏｏ?ｍｅ?ｔｏｏ?！〇〇〇?ｋｍ??Ｓｌｌｆｎｆｌｈ?ｌ？ａｒ＾ｌｌ?Ｍｔｉｏ?＜Ｍｆ＞?ａｎ）?ｇ￣＊ｌ?Ｅｌ〇ｆ１Ｑ３ｔｌ〇ｎ?（?６?ＳｔＴＳｌｆｌ）??图１．３⑷轻质高强合金的发展趋势（ｂ）不同类型钛合金的强度Ｍ??我国紧随发达国家的脚步
【参考文献】：
期刊论文
[1]β钛合金成分设计:理论、方法、实践[J]. 王光荣,高颀,刘继雄,杨奇,王鼎春,姚锐,廖松义,郑峰. 材料导报. 2017(03)
[2]BT22钛合金及其大型锻件的研究进展[J]. 韩栋,张鹏省,毛小南,卢亚锋,奚正平,杨建朝. 材料导报. 2010(03)
[3]Three-dimensional finite element analysis of weakened roots restored with different cements in combination with titanium alloy posts[J]. LI Li-li, WANG Zhong-yi, BAI Zhong-cheng, MAO Yong, GAO Bo, XIN Hai-tao, ZHOU Bing, ZHANG Yong and LIU BingDepartment of Prosthetics, Stomatological Hospital Affiliated to Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, China Department of Stomatology, 306th Hospital of PLA, Beijing 100101, China Department of Mechanical Engineering, Xi’an JiaoTong University, Xi’an 710000, China. Chinese Medical Journal. 2006(04)
[4]中国船用钛合金的研究和发展[J]. 陈军,赵永庆,常辉. 材料导报. 2005(06)
[5]航空用高强度结构钛合金的研究及应用[J]. 沙爱学,王庆如,李兴无. 稀有金属. 2004(01)
[6]航空航天用新型钛合金的研究发展及应用[J]. 钱九红. 稀有金属. 2000(03)
本文编号：2987605
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１（ａ）中国钛需求量分布；（ｂ沖国钛材总消耗量和航空消耗量与全球对比??
Ｓｌｌｆｎｆｌｈ?ｌ？ａｒ＾ｌｌ?Ｍｔｉｏ?＜Ｍｆ＞?ａｎ）?ｇ￣＊ｌ?Ｅｌ〇ｆ１Ｑ３ｔｌ〇ｎ?（?６?ＳｔＴＳｌｆｌ）??图１．３⑷轻质高强合金的发展趋势（ｂ）不同类型钛合金的强度Ｍ??我国紧随发达国家的脚步，加快开发高强钛合金的步伐，如西北金属研究院研??制的ＴＢ１９、ＴＢ２０、Ｔｉｌ３００，陕西宝鸡的宝钛集团研制的Ｔｉ－６Ｃｒ－５Ｍｏ－４Ａｌ，北京??金属研究院研制的ＴＢ１０等１３７＿，这些高强高初钛合金主要用于航空航天构件，如我??国多种型号卫星的星箭连接带、飞机机身和机翼结构中的铸造部件。不仅如此，近??年来异常火热的生物医疗行业，我国也取得了一些不错的研究成果，如Ｔｉ２４４８合金??ｌ４Ｗ２ｌ，由中国科学有色金属研宄所钛合金部研制与开发，具有模量低，强度尚，韧??性好，无毒以及生物相容性良好等特点，在医疗合金领域有巨大的应用潜力。除／??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]β钛合金成分设计:理论、方法、实践[J]. 王光荣,高颀,刘继雄,杨奇,王鼎春,姚锐,廖松义,郑峰. 材料导报. 2017(03)
[2]BT22钛合金及其大型锻件的研究进展[J]. 韩栋,张鹏省,毛小南,卢亚锋,奚正平,杨建朝. 材料导报. 2010(03)
[3]Three-dimensional finite element analysis of weakened roots restored with different cements in combination with titanium alloy posts[J]. LI Li-li, WANG Zhong-yi, BAI Zhong-cheng, MAO Yong, GAO Bo, XIN Hai-tao, ZHOU Bing, ZHANG Yong and LIU BingDepartment of Prosthetics, Stomatological Hospital Affiliated to Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, China Department of Stomatology, 306th Hospital of PLA, Beijing 100101, China Department of Mechanical Engineering, Xi’an JiaoTong University, Xi’an 710000, China. Chinese Medical Journal. 2006(04)
[4]中国船用钛合金的研究和发展[J]. 陈军,赵永庆,常辉. 材料导报. 2005(06)
[5]航空用高强度结构钛合金的研究及应用[J]. 沙爱学,王庆如,李兴无. 稀有金属. 2004(01)
[6]航空航天用新型钛合金的研究发展及应用[J]. 钱九红. 稀有金属. 2000(03)
本文编号：2987605
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