EPS喷砂工艺对热轧钛板表面形貌和冷弯性能的影响研究

发布时间：2020-05-15 00:52

【摘要】：钛合金是航天航空、海洋工程中常用的金属材料。钛合金在热成型过程中,其表面会形成一层氧化皮,氧化皮会影响板材加工性能甚至损坏加工设备。目前普遍采用的除鳞方法是酸洗,但酸洗会对环境产生严重的污染。EPS喷砂工艺是一种能替代酸洗的环境友好型表面处理技术。目前EPS喷砂工艺主要应用于钢板除鳞,本文将研究EPS喷砂工艺在钛板除鳞方面的应用。本文以两种典型钛合金TC4及TA1作为研究材料,开展EPS喷砂及弯曲试验,研究EPS喷砂对TC4及TA1热轧钛板的表面形貌、微观组织、表层显微硬度及板材冷弯性能的影响,探究最佳的钛板EPS喷砂工艺,为EPS钛板的实际生产应用提供理论指导。主要的研究结论如下:(1)EPS喷砂工艺能有效去除热轧钛板表面的氧化皮,但由于喷砂工艺的冲击作用,样品表面会出现微裂纹、凹坑、剥层等缺陷。随喷砂道次的增加,钛板表面损伤增加,材料的冷弯性能下降。(2)研究发现,TC4热轧钛板表面的硬化层由其富氧层中氧元素的固溶强化导致,而TA1表面的加工硬化由喷砂强化作用主导。EPS喷砂工艺能有效去除钛板表面氧化皮但无法去除TC4钛板的表面富氧层,富氧层的存在会导致材料冷弯性能下降。(3)4道次EPS喷砂TC4钛板的表面损伤最小,具有较好的冷弯性能。不同EPS喷砂工艺处理后的TA1样品的冷弯性能均能达到使用标准,EPS喷砂工艺对于TA1钛板来说是一种可替代酸洗的环保除鳞工艺。
【图文】：

比强度,结构材料,温度关系,合金

图 1.1 几种常见结构材料的比强度与温度关系[1] 1.1 Relationship between specific strength and temperature of severastructural materials金的分类按照其退火后的组织特点可以细分为：α 型钛合金、β 型钛]。α 型合金由 α 稳定元素和中性元素合金化的钛合金组成，典型 α 型合金；近 α 型合金是 α 型合金的基础上适当加入成的；随着 β 相稳定化元素的增加，形成 α+β 型合金，Ti-的 α+β 型合金；随 β 相稳定化元素的含量进一步增加，形。钛合金只有 α 单相组织构成的钛合金称为 α 型合金，，此类合金以高

生产线,板材

图 1.2 EPS 生产线[32]Fig. 1.2 EPS production lineEPS 技术的基本原理是在密闭的空间内，利用磨料和水的混合物板材进行喷射处理，通过喷射作用清除板材表面的氧化皮，彻底去除板材表面的氧化物，使板材表面成为光滑、清洁的表面即所谓绿色表面。EPS 技术原理如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4

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