高强塑Ti-Mo-Zr合金的设计及变形机理研究
发布时间：2020-12-27 13:32
钛合金由于密度低、比强度高、耐腐蚀性能优良以及良好的生物相容性,广泛应用于航空航天、生物医药、化工领域等。然而,相比于不锈钢和CoCr合金等,传统的结构用钛合金表现出两大明显不足:低的塑性和差的加工硬化能力。这些不足限制了钛合金在高强度和高塑性的条件下的应用和发展。针对以上问题,本文将不锈钢中的TRIP/TWIP效应（TRIP:相变诱发塑性变形;TWIP:孪晶诱发的塑性变形）引入到钛合金设计中,采用d-电子设计方法和控制合金电子浓度（e/a）的策略,通过控制合金的β稳定性,以Ti-12Mo合金为研究基础,设计具有TRIP/TWIP效应的新型Ti-Mo基钛合金结构材料,使该合金具有高强高塑性和良好的加工硬化行为。借助Instron万能拉伸试验机,光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射技术（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）等测试表征手段,研究设计的具有TRIP/TWIP效应Ti-Mo基合金的力学性能、显微组织演化及变形机理。实验结果表明,设计的Ti-12Mo-Zr合金都具有优异的综合性能。Ti-12Mo-5Zr合金的屈服强度约640MPa,抗拉强度（UTS）约1.0...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 钛合金的分类
1.3 β钛合金
1.4 亚稳β型钛合金的力学性能
1.5 亚稳β型钛合金变形机理和组织演变模型
1.6 亚稳β钛合金研究现状
1.7 本实验研究内容
2 成分设计及实验内容
2.1 合金成分设计
2.2 合金制备及处理
2.3 热处理工艺
2.4 实验设备
2.5 合金测试与表征
2.6 本章小结
3 TRIP/TWIP Ti-12Mo-5Zr合金性能分析及组织演化
3.1 Ti12Mo5Zr合金固溶态组织
3.2 Ti12Mo5Zr合金轧制态相组成
3.3 Ti12Mo5Zr合金力学性能
3.4 Ti12Mo5Zr合金变形过程中显微组织的演变
3.5 Ti12Mo5Zr合金的变形机理讨论
3.6 本章小结
4 TWIP Ti12Mo15Zr合金的性能分析及组织演化
4.1 Ti12Mo15Zr合金固溶态的相组成分析
4.2 Ti12Mo15Zr合金轧制态的相组成分析
4.3 Ti12Mo15Zr合金的力学性能分析
4.4 Ti12Mo15Zr合金变形过程中的显微组织及变形机理研究
4.5 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有高强高塑性和良好加工硬化行为的新型亚稳β钛合金设计及发展[J]. 张金勇,李金山,陈正,孟庆坤,张平,沈承金,沈宝龙,Sun Fan. 稀有金属材料与工程. 2018(09)
[2]{332}<113>孪晶与等温ω相的组合对不同O含量Ti-15Mo合金力学性能的影响[J]. 闵小华,向力,李明佳,姚凯,江村聪,程从前,土谷浩一. 金属学报. 2018(09)
[3]钼含量对钛钼合金组织和力学性能的影响[J]. 范兴平,任小青. 热加工工艺. 2017(06)
[4]亚稳β型钛合金中的{332}〈113〉变形孪晶[J]. 陈斌,孙威,赵颉,胡常青. 材料工程. 2017(01)
[5]钛钼合金吸氢前后力学性能变化研究[J]. 毛育红,邴文增,晏洪波,周晓松,黄刚,张伟光,龙兴贵. 稀有金属与硬质合金. 2016(02)
[6]{112}<111>孪生的形核和长大及终止的ω点阵机制[J]. 吴松全,杨义,李阁平,平德海,胡青苗,杨锐. 金属学报. 2016(02)
[7]高锰TWIP/TRIP钢研究进展与应用[J]. 张维娜,刘振宇,王国栋. 中国工程科学. 2014(01)
[8]TB3钛合金丝材的热处理工艺[J]. 刘娣,张利军,白钰,薛祥义,陈涛. 热加工工艺. 2013(22)
[9]Ti-1023钛合金大规格棒材的研究[J]. 张维,王凯旋,王涛,何永胜,赖运金,张丰收. 热加工工艺. 2013(17)
[10]钛合金材料在我国航空紧固件中的应用[J]. 张利军,王幸运,郭启义,谢田,薛祥义,常辉. 航空制造技术. 2013(16)
博士论文
[1]Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系钛合金中扩散及β→α相变的动力学研究[D]. 陈逸.西北工业大学 2015
[2]新型高强β钛合金的热处理和微合金化以及高温变形行为研究[D]. 杜赵新.哈尔滨工业大学 2014
[3]Ti-B19合金的固态相变动力学及其组织演变规律[D]. 常辉.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]低成本Ti-Al-V-Fe-O合金的组织和性能[D]. 陈云.哈尔滨工业大学 2014
[2]生物医用新型低弹性模量亚稳β钛合金的设计及性能研究[D]. 赵立臣.河北工业大学 2007
本文编号：2941822
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 钛合金的分类
1.3 β钛合金
1.4 亚稳β型钛合金的力学性能
1.5 亚稳β型钛合金变形机理和组织演变模型
1.6 亚稳β钛合金研究现状
1.7 本实验研究内容
2 成分设计及实验内容
2.1 合金成分设计
2.2 合金制备及处理
2.3 热处理工艺
2.4 实验设备
2.5 合金测试与表征
2.6 本章小结
3 TRIP/TWIP Ti-12Mo-5Zr合金性能分析及组织演化
3.1 Ti12Mo5Zr合金固溶态组织
3.2 Ti12Mo5Zr合金轧制态相组成
3.3 Ti12Mo5Zr合金力学性能
3.4 Ti12Mo5Zr合金变形过程中显微组织的演变
3.5 Ti12Mo5Zr合金的变形机理讨论
3.6 本章小结
4 TWIP Ti12Mo15Zr合金的性能分析及组织演化
4.1 Ti12Mo15Zr合金固溶态的相组成分析
4.2 Ti12Mo15Zr合金轧制态的相组成分析
4.3 Ti12Mo15Zr合金的力学性能分析
4.4 Ti12Mo15Zr合金变形过程中的显微组织及变形机理研究
4.5 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有高强高塑性和良好加工硬化行为的新型亚稳β钛合金设计及发展[J]. 张金勇,李金山,陈正,孟庆坤,张平,沈承金,沈宝龙,Sun Fan. 稀有金属材料与工程. 2018(09)
[2]{332}<113>孪晶与等温ω相的组合对不同O含量Ti-15Mo合金力学性能的影响[J]. 闵小华,向力,李明佳,姚凯,江村聪,程从前,土谷浩一. 金属学报. 2018(09)
[3]钼含量对钛钼合金组织和力学性能的影响[J]. 范兴平,任小青. 热加工工艺. 2017(06)
[4]亚稳β型钛合金中的{332}〈113〉变形孪晶[J]. 陈斌,孙威,赵颉,胡常青. 材料工程. 2017(01)
[5]钛钼合金吸氢前后力学性能变化研究[J]. 毛育红,邴文增,晏洪波,周晓松,黄刚,张伟光,龙兴贵. 稀有金属与硬质合金. 2016(02)
[6]{112}<111>孪生的形核和长大及终止的ω点阵机制[J]. 吴松全,杨义,李阁平,平德海,胡青苗,杨锐. 金属学报. 2016(02)
[7]高锰TWIP/TRIP钢研究进展与应用[J]. 张维娜,刘振宇,王国栋. 中国工程科学. 2014(01)
[8]TB3钛合金丝材的热处理工艺[J]. 刘娣,张利军,白钰,薛祥义,陈涛. 热加工工艺. 2013(22)
[9]Ti-1023钛合金大规格棒材的研究[J]. 张维,王凯旋,王涛,何永胜,赖运金,张丰收. 热加工工艺. 2013(17)
[10]钛合金材料在我国航空紧固件中的应用[J]. 张利军,王幸运,郭启义,谢田,薛祥义,常辉. 航空制造技术. 2013(16)
博士论文
[1]Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系钛合金中扩散及β→α相变的动力学研究[D]. 陈逸.西北工业大学 2015
[2]新型高强β钛合金的热处理和微合金化以及高温变形行为研究[D]. 杜赵新.哈尔滨工业大学 2014
[3]Ti-B19合金的固态相变动力学及其组织演变规律[D]. 常辉.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]低成本Ti-Al-V-Fe-O合金的组织和性能[D]. 陈云.哈尔滨工业大学 2014
[2]生物医用新型低弹性模量亚稳β钛合金的设计及性能研究[D]. 赵立臣.河北工业大学 2007
本文编号：2941822
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