TiBw/Ti-6Al-4V复合材料多向锻造与热处理工艺研究

发布时间：2022-12-23 04:52

　　钛基复合材料因其高强轻质、耐高温、耐腐蚀等特点而被广泛应用于航空航天等领域。但粉末冶金等工艺制备的钛基复合材料存在室温脆性,极大限制了其承力结构件领域的应用。通过调控增强体特征分布来改善材料的强塑性被认为是非常有效的途径,另一种可行的增强体特征调控形式是通过增强体择优分布设计实现特定方向性能的强韧化。由此可见,系统研究增强体空间结构对材料性能的影响是必要的。基于以上考虑,本课题将采用“低能球磨+真空热压烧结+等温多向锻造”的工艺,灵活的设计制备增强体呈不同特征分布的钛基复合材料,随后通过循环热处理的手段消除基体组织差异,进而量化分析研究不同增强体结构对材料性能的影响。本文选取等温锻造温度为1150℃,每道次锻造变形量视工序而定为15%至30%不等,制备出了TiB增强体呈圆饼状、椭球状等不同空间结构的钛基复合材料,并对制备过程中复合材料显微组织演变进行探究,对不同热塑性加工工艺的钛基复合材料性能进行对比。研究发现,多向锻造不仅可以灵活调控增强体空间结构,还极大改善了基体组织并弱化织构。随着累积变形量的增加,TiB空间增强结构随锻造工序的不同而呈现球状、圆饼状、椭球状和纤维柱状等不同结构,... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 粉末冶金法制备非均匀增强体基复合材料
    1.3 热塑性变形对钛基复合材料组织和性能的影响
        1.3.1 热塑性变形对晶须特征分布的影响
        1.3.2 热塑性变形对复合材料组织及力学性能的影响
    1.4 循环热处理对钛基复合材料组织和性能的影响
    1.5 当前研究现状简析
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验原材料
    2.2 工艺方案
    2.3 材料组织分析
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 显微组织分析
        2.3.3 致密度测量
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 室温拉伸测试
        2.4.2 硬度测试
第3章 TiB特征分布钛基复合材料的制备
    3.1 引言
    3.2 TiB呈特征分布增强结构的设计与制备
    3.3 复合材料粉末低能球磨与真空热压烧结制备
        3.3.1 TiB2与Ti-6Al-4V低能球磨制备
        3.3.2 原始烧结态复合材料显微组织及力学性能分析
    3.4 多向锻造对复合材料的组织及性能的影响
        3.4.1 多向锻造态复合材料物相分析
        3.4.2 多向锻造态复合材料组织分析
        3.4.3 多向锻造态复合材料过程组织演变
        3.4.4 多向锻造态复合材料的室温力学性能分析
    3.5 本章小结
第4章 循环热处理对复合材料组织性能的影响
    4.1 引言
    4.2 循环热处理工艺概述
    4.3 循环热处理对热加工钛基复合材料的组织性能的影响
        4.3.1 对挤压态钛基复合材料的组织性能的影响
        4.3.2 循环热处理对锻造态钛基复合材料的组织性能的影响
    4.4 循环热处理过程组织性能演变
        4.4.1 循环热处理过程中的组织演变
        4.4.2 循环热处理过程中的性能演变
    4.5 本章小结
第5章 增强体结构对复合材料性能影响的表征量化
    5.1 引言
    5.2 需求分析
    5.3 钛基复合材料中强化机制
    5.4 不同增强体结构对力学性能影响的量化模型
        5.4.1 基于实验建模
        5.4.2 基于数值分析建模
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及其它成果
致谢



本文编号：3724752