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钢—钛复合板的半固态铸轧复合成形研究

发布时间:2018-01-15 23:05

  本文关键词:钢—钛复合板的半固态铸轧复合成形研究 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:钢-钛复合板作为新型的复合材料,具有较为优异的综合性能,可满足飞机蒙皮等构件材料的要求。为解决目前金属复合板的制备方法中出现的生产工序复杂、加工原料成本高、复合界面性能差等问题,本文提出半固态铸轧复合成形法。通过合理地控制复合工艺参数,制备出界面性能较好的钢-钛复合板,主要研究内容及成果如下:1.在钛合金半固态浆料的制备中,采用电磁搅拌装置,成功制备了组织均匀的含3wt.%Ni的钛合金浆料,得到了钛合金半固态浆料的固相率与搅拌温度的关系。2.采用有限元软件ANSYS和DEFORM-3D对钢-钛半固态铸轧复合过程进行数值模拟研究:1)初步确定在所选复合工艺参数下,能够实现铸轧复合的顺利进行;2)预测半固态浆料凝固前沿的位置以及不同工艺参数下温度场的变化趋势,为钢-钛半固态铸轧复合试验的开展提供借鉴。3.在钢-钛复合板半固态铸轧复合试验中,成功制备出了界面结合性能良好的钢-钛复合板:1)开展复合界面结合性能的研究。得到了钢板的预热温度、半固态浆料固相率、铸轧速度与界面剪切强度之间的关系。2)使用正交设计等方法进行优化分析,建立了复合参数与界面力学性能之间的拟合关系,得到了最佳复合工艺参数组合,实现了对复合界面结合性能的预测。3)开展复合界面组织性能的研究。分析三种不同的复合界面层结构,确定了复合界面层的成分构成,提出了复合界面结合机理。
[Abstract]:Steel - titanium composite plate as a new type of composite material, it has perfect performance and can meet the needs of aircraft components such as material requirements. In order to solve the metal composite plate preparation method in the production process of complex processing, high cost of raw materials, the composite interface problems such as poor performance, in this paper the semi-solid casting and rolling composite forming method. Through reasonable control of composite parameters, prepared better interfacial properties of titanium composite steel plate, the main research contents and results are as follows: 1. in the titanium alloy and the preparation of semi-solid slurry, using electromagnetic stirring device, titanium alloy slurry containing 3wt.%Ni uniform microstructure was successfully prepared by the.2. solid titanium alloy semi solid slurry stirring rate and temperature by using the finite element software ANSYS and DEFORM-3D to simulate the steel and titanium composite semi-solid casting and rolling process: 1) initially identified in the selected compound. The parameters, to achieve the smooth casting compound; 2) trend prediction of temperature field in semi-solid slurry solidification position and different process parameters for steel, titanium semi-solid casting and rolling composite test to provide reference for.3. in steel - titanium composite board semi-solid casting and rolling composite test. Successfully prepared interface good performance of steel - titanium composite plate: 1) to carry out research on composite interfacial properties. The preheating temperature of steel plate, semi solid slurry casting rate,.2 relationship between the rolling speed and interfacial shear strength) using orthogonal design method to optimize the analysis, establish the fitting relationship between the composite parameters and interfacial properties of the composite, the optimal combination of process parameters, the prediction performance of.3 composite interface) to carry out research on Microstructure of composite interfacial properties. Analysis of three different composite interface layer The composition of the composite interface layer is determined, and the bonding mechanism of the composite interface is put forward.

【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB331;TG335.9

【参考文献】

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本文编号:1430448

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