航空用Ti6554钛合金棒材塑性加工及热处理工艺研究
发布时间：2021-01-24 09:59
Ti6554是宝钛集团近年来研发出的一种亚稳定高强高韧β钛合金,可作为弹簧材料使用。随着航空、航天等工业的发展,迫切需要更高结构效益的钛合金材料,因此高性能钛合金弹簧成为国内外研究的热点。而研究其塑性加工及热处理工艺对于该合金的推广、应用具有重要的意义。本文主要研究了Ti6554合金棒、线材的轧制加工工艺及该合金丝材的固溶、时效热处理工艺。通过调整轧制加热温度及固溶、时效处理温度,研究了变形温度对合金棒、线材轧制宽展、显微组织的影响,以及固溶、时效处理温度对合金丝材显微组织、力学性能的影响。具体结果如下:1.粗轧温度对合金宽展系数、显微组织影响较为显著,适合该合金粗轧的加热温度为900℃。950℃加热轧制时,合金的宽展系数较小,为0.120.5,各孔型均未充满。轧后组织粗大,且伴有二次、甚至三次再结晶现象;900℃加热轧制时,宽展系数为0.250.70,各孔型充满度达到了90%左右。轧后组织均匀,可有效控制晶粒度尺寸。2.连轧温度也是影响合金宽展系数的重要工艺条件,适合该合金连轧的加热温度为800℃。与粗轧试验结果类似,880℃加热轧制时,宽...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛的晶体结构
获得淬火ωq相；β稳定元素含量在临界浓度以上的合金，其在室温即处于β相区或α+β相区，而其为高温保留相[6]。1.1.2.3钛合金的组织类型在实际生产中，钛合金可通过不同的塑性变形、热处理工艺获得魏氏、网篮、双态、等轴四种类型组织。获得魏氏组织的方法一般为，在相变点以上变形，变形终止温度仍在相变点以上，或者直接将合金加热至相变点以上，缓慢冷却至室温。魏氏组织最显著的特征为其粗大、等轴的原始β晶粒以及连续网状α相。同时，原始β晶粒内为片层组织，称为α集束，其形成过程示意图见1.2[7]所示。图1.2魏氏组织形成示意图Fig.1.2schematicdiagramofWeisstissueformation
西安建筑科技大学硕士学位论文5获得网篮组织的方法一般为，钛合金在相变点以上开始变形，变形量＞60%，将原始β晶粒、α晶界充分破碎，随着变形温度降低至两相区，且变形量＜40%时，合金由两相区冷却至室温，α相以针状或者短条状，且α相交错排列分布于β基体上，如同网篮形状，其形成过程示意图见图1.3[7]所示。双态组织与等轴组织基本类似，两者的区别主要在于初生α含量的多少。将钛合金加热至相变点以下20～30℃，开始变形且变形终了温度较高。或者将钛合金加热至上述温度，并进行淬火冷却，就可获得双态组织，其初生α含量＜50%，分布于β转变组织的基体上；而将钛合金加热至相变点以下30～50℃进行变形，变形终了温度较低，就可获得等轴组织。等轴组织的初生α含量一般＞50%，且β转变组织含量较少，分布于等轴初生α基体上。上述两种组织的形成过程相似，如图1.4[7]所示。图1.3网篮组织形成示意图Fig.1.3schematicdiagramofnetworkbasketorganizationformation图1.4等轴、双态组织形成示意图上述的钛合金典型的4种组织形态，其具备力学能各有特点。由于魏氏组织存在网状α晶界及晶内α集束组织，增加了裂纹扩展的长度，使其具备了较高的抗裂纹扩展性能。同时，在快冷条件下，魏氏组织的蠕变抗力以及持久强度也较好。但由于其存在网状α晶界和原始β晶粒，使其室温塑性、疲劳性能、抗缺口敏感性能较差。网篮组织的室温塑性和疲劳性能要优于魏氏组织，但抗裂纹扩展能力却不如前者，但其具有较好的蠕变及高温等综合性能，经常被应用于高温承Fig.1.4isoaxial,schematicdiagramofbimodaltissueformation
【参考文献】：
期刊论文
[1]正在崛起的中国钛工业[J]. 邓炬. 稀有金属快报. 2007(06)
[2]固溶条件对一种新型亚稳β钛合金时效响应的影响（英文）[J]. 葛鹏,赵永庆,周廉. 稀有金属材料与工程. 2006(05)
[3]β钛合金的强化机理[J]. 葛鹏,赵永庆,周廉. 材料导报. 2005(12)
[4]Al-Li合金强韧化机理及途径[J]. 周兆锋,甘卫平. 轻合金加工技术. 2003(06)
[5]高温钛合金研究[J]. 赵永庆. 钛工业进展. 2001(01)
[6]β钛合金的概述[J]. 张翥. 稀有金属. 1995(04)
本文编号：2997048
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛的晶体结构
获得淬火ωq相；β稳定元素含量在临界浓度以上的合金，其在室温即处于β相区或α+β相区，而其为高温保留相[6]。1.1.2.3钛合金的组织类型在实际生产中，钛合金可通过不同的塑性变形、热处理工艺获得魏氏、网篮、双态、等轴四种类型组织。获得魏氏组织的方法一般为，在相变点以上变形，变形终止温度仍在相变点以上，或者直接将合金加热至相变点以上，缓慢冷却至室温。魏氏组织最显著的特征为其粗大、等轴的原始β晶粒以及连续网状α相。同时，原始β晶粒内为片层组织，称为α集束，其形成过程示意图见1.2[7]所示。图1.2魏氏组织形成示意图Fig.1.2schematicdiagramofWeisstissueformation
西安建筑科技大学硕士学位论文5获得网篮组织的方法一般为，钛合金在相变点以上开始变形，变形量＞60%，将原始β晶粒、α晶界充分破碎，随着变形温度降低至两相区，且变形量＜40%时，合金由两相区冷却至室温，α相以针状或者短条状，且α相交错排列分布于β基体上，如同网篮形状，其形成过程示意图见图1.3[7]所示。双态组织与等轴组织基本类似，两者的区别主要在于初生α含量的多少。将钛合金加热至相变点以下20～30℃，开始变形且变形终了温度较高。或者将钛合金加热至上述温度，并进行淬火冷却，就可获得双态组织，其初生α含量＜50%，分布于β转变组织的基体上；而将钛合金加热至相变点以下30～50℃进行变形，变形终了温度较低，就可获得等轴组织。等轴组织的初生α含量一般＞50%，且β转变组织含量较少，分布于等轴初生α基体上。上述两种组织的形成过程相似，如图1.4[7]所示。图1.3网篮组织形成示意图Fig.1.3schematicdiagramofnetworkbasketorganizationformation图1.4等轴、双态组织形成示意图上述的钛合金典型的4种组织形态，其具备力学能各有特点。由于魏氏组织存在网状α晶界及晶内α集束组织，增加了裂纹扩展的长度，使其具备了较高的抗裂纹扩展性能。同时，在快冷条件下，魏氏组织的蠕变抗力以及持久强度也较好。但由于其存在网状α晶界和原始β晶粒，使其室温塑性、疲劳性能、抗缺口敏感性能较差。网篮组织的室温塑性和疲劳性能要优于魏氏组织，但抗裂纹扩展能力却不如前者，但其具有较好的蠕变及高温等综合性能，经常被应用于高温承Fig.1.4isoaxial,schematicdiagramofbimodaltissueformation
【参考文献】：
期刊论文
[1]正在崛起的中国钛工业[J]. 邓炬. 稀有金属快报. 2007(06)
[2]固溶条件对一种新型亚稳β钛合金时效响应的影响（英文）[J]. 葛鹏,赵永庆,周廉. 稀有金属材料与工程. 2006(05)
[3]β钛合金的强化机理[J]. 葛鹏,赵永庆,周廉. 材料导报. 2005(12)
[4]Al-Li合金强韧化机理及途径[J]. 周兆锋,甘卫平. 轻合金加工技术. 2003(06)
[5]高温钛合金研究[J]. 赵永庆. 钛工业进展. 2001(01)
[6]β钛合金的概述[J]. 张翥. 稀有金属. 1995(04)
本文编号：2997048
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