钛镍铌合金热等静压法制备原理及其热变形行为研究

发布时间：2020-06-04 04:43

【摘要】：TiNiNb形状记忆合金管接头,凭借着其宽滞后效应、免焊、减重效果明显、安装简单、防渗性强及综合性能优良等特点,使其在航天航空领域得到重视。尤其在载人航天领域,大尺寸TiNiNb形状记忆合金管接头是未来开发深空自组装系统的研究重点。然而,大尺寸形状记忆合金管接头的开发存在如下问题:成型及加工存在困难;管接头在机加工过程中产生的废料较多;晶粒尺寸细化程度有限。这些严重影响了管接头的综合力学性能和形状记忆性能。热等静压法由于其具有可成型复杂零件、近净成形及可显著细化晶粒等特点,可针对上述问题逐一解决。本论文为大尺寸TiNiNb形状记忆合金管接头的开发及应用做了初步探索。首先,对TiNiNb预合金粉末进行机械合金化处理,探索机械合金化机理,并得到较优的工艺参数。其次,在此基础上利用热等静压工艺制备出了大尺寸TiNiNb合金管,对其微观组织、力学性能及马氏体相变行为进行了探究。最后对热等静压态TiNiNb合金管的热变形行为进行了研究,探究了变形温度及应变速率对其热变形行为的影响,同时计算了热变形激活能并建立了本构方程。主要结论如下:(1)在球磨初期,粉末颗粒细化不明显,同时出现冷焊、团聚现象。随着球磨时间延长,冷焊、团聚现象减少,当球磨达到30h时,开始出现非晶相。此外机械合金化较优的工艺参数为:球料比10:1,转速400r/min,球磨时间为50 h。(2)热等静压工艺参数为1100℃、110MPa,保温保压时间3h时可制备出微观组织较均匀的大尺寸TiNiNb合金管(内径15mm,外径35mm,高为100mm);该TiNiNb合金管的微观组织主要有TiNi基体相,β-Nb相和少量的(Ti,Nb)_2Ni相。热等静压态TiNiNb合金管的马氏体相变为两步相变,但其马氏体逆相变行为并不明显。(3)热等静压态TiNiNb合金在720~800℃的热激活能为200.448 KJ/mol;本构方程为:e(5)(28)6.777′10~7[sinh(7).00032s(8)].~(3448)exp(7)-200.448/RT(8)(4)变形温度及变形速率对热等静压态TiNiNb合金流变应力有显著的影响,峰值应力随变形温度上升而减小,随应变速率上升而增大;在热压缩过程中,变形温度上升、应变速率增加均会使TiNi基体相的含量略微增加,β-Nb相的含量有所减少。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG139.6

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本文编号：2695909