电塑性变形调控钛镍合金微结构与力学性能研究

发布时间：2022-07-03 18:24

　　优秀的金属生物材料需要同时具备低弹性模量、高强度和高塑性。但是,提高强度一般会导致塑性降低;降低弹性模量往往伴随强度的降低。因此,如何解决这两对矛盾关系对于发展高性能的金属生物材料具有重要的科学意义。本文以电塑性轧制强变形工艺为技术手段,以钛镍合金为研究对象,以实现低弹性模量、高强度、高塑性为目的,系统地研究了电塑性变形过程中轧制工艺参数和脉冲工艺参数对钛镍合金微结构与力学性能的影响。利用电塑性变形工艺成功制备了具有超低弹性模量、高强度、高塑性的钛镍合金,其强度为1745 MPa,弹性模量为29.4 GPa,并保持有较高的（12.7%）失效延伸率。变形样品优异的综合性能主要来源于高密度位错、细化的晶粒结构和低弹性模量马氏体相（B19’）的增加。研究了变形量、应变速率等轧制工艺参数对钛镍合金微结构和力学性能的影响。研究发现,随着应变速率(1.19-1.99 s^-1)的提高,强度明显提高、弹性模量有少量增加;随着变形量（0-82%）增加,强度逐渐提高、弹性模量逐渐降低,并一直保持有较高的失效延伸率。这是由于大变形量和高应变速率有利于提高样品的位错密度、细化晶粒、增加低... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 钛及钛合金基础及分类
    1.2 钛镍合金基础
        1.2.1 钛镍合金的理论基础
        1.2.2 钛镍合金的性能
        1.2.3 钛镍合金的发展及应用
    1.3 电塑性变形加工工艺
        1.3.1 电塑性效应原理
        1.3.2 塑性变形机制
        1.3.3 电塑性变形工艺分类
    1.4 钛镍合金面临的问题
    1.5 选题意义和研究内容
第2章 实验材料、原理和方法
    2.1 实验材料
    2.2 电塑性变形技术
    2.3 性能检测与微结构分析
        2.3.1 力学性能测试
        2.3.2 X射线衍射测试分析(XRD)
        2.3.3 透射电子显微分析(TEM)
    2.4 位错密度与弹性模量的关联
第3章 电塑性变形钛镍合金微结构与性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果
    3.4 微结构分析
        3.4.1 TEM分析与讨论
        3.4.2 XRD分析与讨论
    3.5 本章小结
第4章 轧制工艺影响钛镍合金微结构与性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 不同应变速率的钛镍合金分析
        4.3.1 不同应变速率样品的力学性能分析
        4.3.2 不同应变速率样品的微结构分析
    4.4 不同变形量的钛镍合金分析
        4.4.1 不同变形量样品的力学性能分析
        4.4.2 不同变形量样品的微结构分析
    4.5 本章小结
第5章 脉冲工艺影响钛镍合金微结构与性能的研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 不同频率的钛镍合金分析
        5.3.1 不同频率样品的力学性能分析
        5.3.2 不同频率样品的微结构分析
    5.4 不同电压的钛镍合金分析
        5.4.1 不同电压样品的力学性能分析
        5.4.2 不同电压样品的微结构分析
    5.5 不同脉宽的钛镍合金分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]形状记忆合金材料的应用[J]. 王辉,陈再良.  机械工程材料. 2002(03)
[2]HOCr17Ni6Mn3钢丝电塑性拉拔的研究[J]. 姚可夫,余鹏,郑明新,王俊,张华堂,方威,孙建周.  金属学报. 2000(06)
[3]电塑性加工技术及其工程应用[J]. 唐国翌,郑明新,朱永华,张杰,方威.  钢铁. 1998(09)
[4]电塑性效应及其应用[J]. 郑明新,张人佶,朱永华,张华堂,唐国翌.  中国机械工程. 1997(05)

博士论文
[1]电塑性效应中金属流动应力的理论及实验研究[D]. 李大龙.燕山大学 2014
[2]严重塑性变形锆金属的微结构演化与性能研究[D]. 郭得峰.燕山大学 2013

硕士论文
[1]电脉冲轧制装置及镁合金轧制工艺的初步研究[D]. 黄旺.兰州理工大学 2010



本文编号：3655416