【摘要】：随着现代工业的快速发展,金属材料的服役环境与性能要求日趋苛刻和多样。很多情况下,人们需要加工复杂形状的金属构件,且构件各部分需要不同的性能,才能满足工业生产的需要。TC4因具有密度小、比强度高、良好的耐蚀性等优异的综合力学性能而成为国内外应用最广泛的Ti-Al-V系(α+β)型钛合金,其常见的组织有等轴组织、双态组织、篮网组织和魏氏组织4种,组织形态取决于对该合金进行的热处理工艺。电脉冲处理对金属材料的电迁移、电致塑性、凝固过程及回复与再结晶等具有显著的影响,并且脉冲电流密度与试样横截面积有关。基于此,本文将脉冲电流处理技术引入到复杂形状TC4合金的热处理,通过改变脉冲电流处理参数,研究了脉冲电流处理技术对复杂形状TC4工件组织及性能的影响,并初步探讨其作用机理。实验结果表明:不同工艺参数的脉冲电流处理后,TC4合金中出现不同的复相组织。当试样所处位置瞬间温升处于α单相区,得到等轴组织;处于(α+β)两相区,得到板条状组织;处于β单相区,发生α→β相变,并在随后冷却过程中发生β→α'马氏体相变,得到针状α'组织。TC4合金的显微硬度及电阻率的变化规律均为针状α'组织板条状组织等轴组织。脉冲电压700V、频率20Hz、处理时间2×10-3s的脉冲参数处理后三棱柱截面TC4合金A、B、C位置的显微组织均为等轴组织,且α相粗大;矩形截面TC4合金A、B位置显微组织也为等轴组织,但α相细化,为短棒状,C位置为板条状组织;圆柱截面TC4合金A位置等轴α相进一步细化,B位置有向板条状组织转变的趋势,C位置为针状α'组织。不同截面TC4工件A、B、C位置的显微硬度变化规律为:HV_(圆柱)HV_(矩形)HV_(三棱柱);A、B、C位置的电阻率变化规律均为:ρ_(圆柱)ρ_(矩形)ρ_(三棱柱)。脉冲电流处理后,TC4合金在在未发生再结晶的低温区和完全再结晶的高温区,仍满足固定的伯格斯取向关系:(0001)_α//(110)_β,[11(?)0]_α//[1(?)1]_β;在850-1000℃的(α+β)两相区,在初生α相晶内出现大量板条状β相,内部组织相互交叉将基体割裂,在粗大α相内部呈现新的取向关系:(1(?)00)_α//((?)12)_β、[0001]α//[110]β。总之,本文研究脉冲电流作用下复杂形状TC4合金的组织及性能的变化规律,本研究结果将为复杂形状金属及合金工件的复相组织控制提供一种新方法。
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【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.23
【参考文献】
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2458310
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