非等温ECAP制备超细晶TC4合金及其脉冲电流处理研究
发布时间：2021-01-11 18:28
与传统钛合金相比,超细晶钛合金在强度、韧性、塑性、耐磨性等多个方面具有明显优势。等通道转角挤压（ECAP）技术是制备超细晶金属材料的最有效方法之一,虽然已有研究表明能够将ECAP应用于超细晶TC4合金的制备,但是,制备的技术难度和成本非常高。因此,本文通过优化ECAP模具设计和改善工况条件,利用非等温ECAP在较低温度条件下制备了超细晶TC4合金,并对其室温力学性能和热变形行为进行了深入讨论与分析;结合脉冲电流处理技术,进一步改善了ECAP剧烈塑性变形TC4合金的显微组织及其力学性能。压缩和剪切是ECAP变形过程中的两种主要变形形式。本文首先通过基于脉冲电流在线加热TC4合金的压缩和剪切变形研究,分析了脉冲电流的热效应和非热效应对TC4合金力学性能和显微组织的影响,研究了TC4合金的非等温变形行为。一方面,脉冲电流的焦耳热效应是导致TC4合金变形抗力降低的主要原因,在通电状态下,TC4合金试样的温度与电流密度、试样形状尺寸、接触压强、接触面积等因素密切相关。另一方面,脉冲电流的非热效应促进了TC4合金压缩变形过程中的动态再结晶和α→β相变;在TC4合金快速剪切变形过程中,脉冲电流促进了...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高强度超细晶钛合金紧固件[11]
解了空洞形核，避免了空洞过早产生发生断裂。也就是说在超塑变形过程中发挥了重要作用，是超细晶材料超塑变oshimur 等[16]在研究利用热氢处理和热轧减薄制备的 超细晶 TC4 合金超塑性时，在 800℃和 10-3s-1条件下就获如图 1-2 所示，而普通 TC4 合金的超塑成形温度一般需要图 1-1 高强度超细晶钛合金紧固件[11]. 1-1 High strength fasteners produced by ultrafine grain titanium allo
图 1-3 超细晶 TC4 合金超塑成形/扩散连接零件[19]1-3 Superplastic/diffusion bonding parts of ultrafine grain TC4 a粗晶材料相比，超细细晶钛合金具有非常优异的耐磨有的的低密度、高强度、与人体骨骼相接近弹性模量超细晶钛合金在生物医疗方面有巨大的应用前景，也材料[20-22]。如图1-4所示，利用超细晶纯钛生产的人体到 1100MPa，远远超过普通金属钛。俄罗斯和美国科晶商用纯钛的人体骨骼植入试验，取得了非常好的实
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天紧固件用钛合金材料综述[J]. 李蒙,凤伟中,关蕾,王新,张永强,王俭. 有色金属材料与工程. 2018(04)
[2]超细晶轻合金的制备及超塑性研究进展[J]. 高鹏,陈楠楠,李细锋,叶福田. 模具技术. 2018(04)
[3]纳米压痕法测量超细晶工业纯钛室温蠕变速率敏感指数[J]. 罗雷,赵西成,刘晓燕,杨西荣. 稀有金属材料与工程. 2017(05)
[4]镁合金正挤压-扭转变形的数值模拟与实验研究[J]. 卢立伟,赵俊,陈胜泉,刘龙飞,曾文兵. 中国有色金属学报. 2015(09)
[5]TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能（英文）[J]. 彭小娜,郭鸿镇,石志峰,秦春,赵张龙. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[6]循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能（英文）[J]. J.METAYER,叶兵,郭炜,王渠东,周浩,F.MOLLET. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)
[7]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)
[8]超细晶钛合金的制备及性能研究现状[J]. 王苗,杨延清,罗贤. 材料导报. 2013(13)
[9]电塑性效应及在塑性成形中的应用新进展[J]. 解焕阳,董湘怀,方林强. 上海交通大学学报. 2012(07)
[10]热氢处理对（TiB,TiC）/Ti-6Al-4V复合材料显微组织和力学性能的影响[J]. 宋杰,王立强,覃继宁,吕维洁,张荻,侯红亮. 机械工程材料. 2012(05)
博士论文
[1]脉冲电流在轻合金超塑变形中的宏微观作用机制[D]. 刘泾源.哈尔滨工业大学 2015
[2]高能电脉冲对生物医用钛合金制备及性能影响的研究[D]. 叶肖鑫.清华大学 2015
[3]热压烧结Ti-22Al-25Nb合金的微观组织与高温变形机理[D]. 贾建波.哈尔滨工业大学 2014
[4]轻合金板材脉冲电流辅助超塑成形工艺及机理研究[D]. 李超.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]粉末冶金超细晶Ti-6Al-4V合金的力学性能及变形局域化行为的研究[D]. 黄小龙.华南理工大学 2015
[2]不同晶粒尺寸TC4钛合金高温变形行为研究[D]. 朱桂双.哈尔滨工业大学 2007
[3]Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的数值模拟[D]. 方晓强.西北工业大学 2007
本文编号：2971270
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高强度超细晶钛合金紧固件[11]
解了空洞形核，避免了空洞过早产生发生断裂。也就是说在超塑变形过程中发挥了重要作用，是超细晶材料超塑变oshimur 等[16]在研究利用热氢处理和热轧减薄制备的 超细晶 TC4 合金超塑性时，在 800℃和 10-3s-1条件下就获如图 1-2 所示，而普通 TC4 合金的超塑成形温度一般需要图 1-1 高强度超细晶钛合金紧固件[11]. 1-1 High strength fasteners produced by ultrafine grain titanium allo
图 1-3 超细晶 TC4 合金超塑成形/扩散连接零件[19]1-3 Superplastic/diffusion bonding parts of ultrafine grain TC4 a粗晶材料相比，超细细晶钛合金具有非常优异的耐磨有的的低密度、高强度、与人体骨骼相接近弹性模量超细晶钛合金在生物医疗方面有巨大的应用前景，也材料[20-22]。如图1-4所示，利用超细晶纯钛生产的人体到 1100MPa，远远超过普通金属钛。俄罗斯和美国科晶商用纯钛的人体骨骼植入试验，取得了非常好的实
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天紧固件用钛合金材料综述[J]. 李蒙,凤伟中,关蕾,王新,张永强,王俭. 有色金属材料与工程. 2018(04)
[2]超细晶轻合金的制备及超塑性研究进展[J]. 高鹏,陈楠楠,李细锋,叶福田. 模具技术. 2018(04)
[3]纳米压痕法测量超细晶工业纯钛室温蠕变速率敏感指数[J]. 罗雷,赵西成,刘晓燕,杨西荣. 稀有金属材料与工程. 2017(05)
[4]镁合金正挤压-扭转变形的数值模拟与实验研究[J]. 卢立伟,赵俊,陈胜泉,刘龙飞,曾文兵. 中国有色金属学报. 2015(09)
[5]TC4-DT钛合金热机械处理后的组织特征和力学性能（英文）[J]. 彭小娜,郭鸿镇,石志峰,秦春,赵张龙. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[6]循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能（英文）[J]. J.METAYER,叶兵,郭炜,王渠东,周浩,F.MOLLET. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)
[7]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)
[8]超细晶钛合金的制备及性能研究现状[J]. 王苗,杨延清,罗贤. 材料导报. 2013(13)
[9]电塑性效应及在塑性成形中的应用新进展[J]. 解焕阳,董湘怀,方林强. 上海交通大学学报. 2012(07)
[10]热氢处理对（TiB,TiC）/Ti-6Al-4V复合材料显微组织和力学性能的影响[J]. 宋杰,王立强,覃继宁,吕维洁,张荻,侯红亮. 机械工程材料. 2012(05)
博士论文
[1]脉冲电流在轻合金超塑变形中的宏微观作用机制[D]. 刘泾源.哈尔滨工业大学 2015
[2]高能电脉冲对生物医用钛合金制备及性能影响的研究[D]. 叶肖鑫.清华大学 2015
[3]热压烧结Ti-22Al-25Nb合金的微观组织与高温变形机理[D]. 贾建波.哈尔滨工业大学 2014
[4]轻合金板材脉冲电流辅助超塑成形工艺及机理研究[D]. 李超.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]粉末冶金超细晶Ti-6Al-4V合金的力学性能及变形局域化行为的研究[D]. 黄小龙.华南理工大学 2015
[2]不同晶粒尺寸TC4钛合金高温变形行为研究[D]. 朱桂双.哈尔滨工业大学 2007
[3]Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的数值模拟[D]. 方晓强.西北工业大学 2007
本文编号：2971270
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