TC4钛合金的磁致塑性效应研究

发布时间：2018-05-02 20:43

  本文选题：TC4钛合金 + 磁致塑性效应　； 参考：《江苏大学》2017年硕士论文

【摘要】：本文选用TC4钛合金板材为研究对象,基于磁致塑性效应,依次开展了强静磁场静态处理实验和脉冲强磁场拉伸实验,借助金相、XRD图谱分析、显微硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射等技术方法,首先探究了不同参数的强静磁场静态处理对TC4钛合金微观组织和宏观性能的影响,并建立了钛合金微观组织和力学性能之间的联系,其次通过脉冲磁场拉伸研究了磁场与应力耦合作用对TC4钛合金力学性能的影响,并结合钛合金的微观组织来进一步分析其影响机理,具体研究结果如下:1)研究了强静磁场静态处理时磁感应强度(B)对TC4钛合金力学性能和微观组织的影响,结果显示:随着B值(0、2T、3T、4T和6T)的增加,合金的抗拉强度和延伸率同步改变,即呈先增后减再增的变化趋势,显微硬度也呈同样的变化趋势,但步幅不同。在B=6T时,TC4钛合金的抗拉强度(σb)和延伸率(δ)分别为986MPa和12.35%,较空白试样的956MPa和10.01%依次提高了3.1%和23.4%,该条件下合金的综合性能达到最优。从微观组织来看,合金抗拉强度的变化趋势与位错密度变化趋势相一致,表现为位错强化,其次磁场处理还可通过诱导相变、改变晶粒取向来提高合金的塑性变形能力。2)研究了强静磁场静态处理时磁场作用时间(t)对TC4钛合金力学性能和微观组织的影响,结果显示:随着t值(0、100s、200s、300s)的增加,合金的抗拉强度、延伸率、显微硬度均发生了明显的变化,在t=200s时,合金的抗拉强度σb=961MPa、延伸率δ=12.01%、显微硬度为344.88HV,与空白试样相比,抗拉强度提高了0.5%,延伸率提高了20.0%,显微硬度提高了8.1%,该条件下合金的综合性能达到最优。当t=100s时,合金的延伸率达到最大,较0T试样的10.01%提高了24.4%。从微观组织看,相变、晶粒的择优取向是影响合金塑性的主要因素。3)将 强静磁场静态处理‖实验与 脉冲强磁场静态处理‖实验进行对比,结果发现:这两种不同类型的磁场对位错作用时,虽然引起位错形貌的差异,且同时也引起了微塑性变形程度的差异,但磁致塑性效应的内在机制相同,即位错的退钉扎。在B=3T时,两种类型的磁场均使合金内位错密度达到最高。其次,无论是强静磁场还是脉冲强磁场均促进了?相向?相的转变,同时还硬化了合金。4)通过不同参数(磁场应强度B、脉冲数N)磁场拉伸研究了磁场和应力耦合作用对TC4钛合金塑性变形能力的影响,结果表明:随着B值的增加,合金的力学性能均有所增加,表现为抗拉强度和延伸率的同步提高。在B=3T,N=30时,合金的抗拉强度σb=965MPa和延伸率δ=12.41%,相比于初始样依次提高了0.9%和24.0%,此时合金的综合力学性能达到最优。随着N值的增加(B=3T),合金的抗拉强度和延伸率产生了截然相反的变化趋势,但整体来看,合金的力学性能仍然得到了显著的提高。在B=3T,N=40时,合金的抗拉强度σb=980MPa和延伸率δ=12.69%,综合性能达到最优。脉冲磁场拉伸通过细化晶粒、影响晶粒择优取向、促进位错退钉扎和相变,进一步有效地提高了钛合金的强度和塑性,从而强化了合金的强韧性。本研究为将磁场引入材料塑性加工领域提供了理论依据和实验数据。
[Abstract]:鏈�鏂囬�夌敤TC4閽涘悎閲戞澘鏉愪负鐮旂┒瀵硅薄,鍩轰簬纾佽嚧濉戞，

本文编号：1835428