基于高压扭转工艺的TA15钛合金组织及性能研究
发布时间：2021-02-04 11:44
钛及钛合金因具有密度小、耐热性好、比强度高等优点,在航空航天、石油化工、生物医学等领域得到广泛应用,已经成为发展新技术、新工艺和新装备必不可少的金属材料。TA15钛合金是一种高铝含量的近α型钛合金,具有中等的室温和高温强度,热稳定性和焊接性能优异,工艺塑性较好,多用于制造飞机结构件或发动机零部件。为了使钛合金满足实际应用的要求,传统的方法主要是通过形变热处理获得理想的显微组织状态,来提高钛合金的综合性能。近年来,大塑性变形工艺由于其具有良好的操作性和适用性,被广泛地应用于制备超细晶材料,提高材料的力学性能。本文采用半限制型高压扭转模具,在不同工艺参数下对TA15钛合金进行了高压扭转实验,通过金相组织观察和X射线衍射技术,分析了TA15钛合金高压扭转的变形特点,深入研究了变形过程中显微组织、亚结构及变形织构的演变规律。结果表明:TA15钛合金经高压扭转变形后组织得到有效细化,组织沿半径方向和高度方向变形程度不均匀,增加扭转圈数和加载压力对组织细化均有促进作用;随着扭转圈数增加,亚晶尺寸先减小后增大,微观应变逐渐增加,位错密度在扭转4圈时达到饱和;随着加载压力增加,亚晶尺寸逐渐减小,微观应...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛及钛合金的应用
合肥工业大学硕士学位论文中性元素包括 Sn、Zr 等，它们对 /β 相度。为 钛合金、 +β 钛合金和 β 钛合金，并 钛合金（如图 1.2 所示）。 钛合金包括商业金。近 钛合金中只添加了少量 β 稳定元室温下，其组织中含有 5%~40%的 β 相。界浓度，在快速水淬时，β 相不发生马氏态的 β 相。最后，单相 β 合金是传统钛合
图 1.3 钛合金典型微观组织(a)等轴组织；(b)双态组织；(c)网篮组织；(d)片层组织Fig 1.3 Typical microstructure of titanium alloy.1.4 钛合金形变模式在钛合金中除了传统的位错滑移形变模式，还存在有孪晶形变模式[6]。1）滑移模式对于密排六方结构的 相，主要滑移方向是沿<112—0>的三个密排方向，含 a 氏矢量的滑移面为（0002）晶面，三个{101—0}晶面和六个{101—1}晶面，这些滑和滑移方向能组成 12 个滑移系，如表 1.1 所示。实际上这 12 个滑移系可以简 4 个独立的滑移系，因为滑移系 1 和滑移系 2 相互作用产生的形变与滑移系一样的。根据 von Mises 准则，一个多晶体的纯塑性变形至少需要 5 个独立的系，因此会有一个非伯氏矢量的滑移系被激活，可能是[0001]滑移方向的 c 型<112—3>滑移方向的 c+a 型。当对多晶体施加与 c 轴同向的应力时，根据 von Mis则，a 型伯氏矢量滑移系和 c 型伯氏矢量位错均不会被激活，因为其 Schmidt
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-6Al-4V合金的温轧织构演变[J]. 杨换平,王耀勉,李治阳. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]高压扭转压力对304不锈钢组织及性能影响[J]. 田野,李萍,王久林,薛克敏,林泉. 塑性工程学报. 2016(02)
[3]相比例对高压扭转Ti-6Al-4V合金晶粒细化及显微硬度的影响[J]. 张文丼,付杰,黄毅,丁桦,Terence G.Langdon. 材料与冶金学报. 2015(04)
[4]钛合金的研究进展与应用[J]. 刘奇先,刘杨,高凯. 航天制造技术. 2011(04)
[5]等通道转角挤压工艺对TA15合金显微硬度的影响[J]. 赵严,郭鸿镇,王涛,谭立军,姚泽坤. 稀有金属材料与工程. 2011(05)
[6]转速对高压扭转Cu试样的组织与性能的影响[J]. 谢子令,武晓雷,谢季佳,洪友士. 材料热处理学报. 2010(11)
[7]TB8钛合金的热变形组织与织构[J]. 李萍,段园培,薛克敏,王晓溪,甘国强. 中国有色金属学报. 2010(05)
[8]退火热处理对TA15钛合金组织性能的影响[J]. 吕逸帆,孟祥军,李士凯,余巍. 材料开发与应用. 2009(05)
[9]Influence of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. 朱景川,王洋,刘勇,来忠红,占家军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[10]连续ECAP技术制备超细晶铝[J]. 陈彦博,赵晶磊,李英龙,宋丹,温景林. 中国有色金属学报. 2006(12)
博士论文
[1]基于等径角挤扭的SiC-Al粉末微—纳结构和力—热性能[D]. 钱陈豪.合肥工业大学 2015
[2]TA15钛合金热强力旋压组织演化规律及强化机理研究[D]. 陈勇.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]难熔金属钨高压扭转微观组织演化及力-热性能研究[D]. 孙大智.合肥工业大学 2017
[2]基于高压扭转的难熔金属粉末组织及性能研究[D]. 田野.合肥工业大学 2016
[3]高压扭转纯铝和高镁Al-Mg铝合金的微观结构与力学性能[D]. 王辉.江苏大学 2016
[4]高压扭转处理超细晶纯钛微观组织演变及热稳定性研究[D]. 刘德同.哈尔滨工业大学 2015
[5]TA15钛合金高温变形机制及热处理工艺研究[D]. 姚彭彭.合肥工业大学 2015
[6]相比例对高压扭转TC4钛合金晶粒细化及超塑性的影响[D]. 付杰.东北大学 2014
[7]室温ECAP变形工业纯钛的织构分析[D]. 王耿洁.西安建筑科技大学 2013
[8]Ti44Ni47Nb9形状记忆合金管材组织、相变与织构的研究[D]. 李玲霞.东北大学 2008
本文编号：3018248
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛及钛合金的应用
合肥工业大学硕士学位论文中性元素包括 Sn、Zr 等，它们对 /β 相度。为 钛合金、 +β 钛合金和 β 钛合金，并 钛合金（如图 1.2 所示）。 钛合金包括商业金。近 钛合金中只添加了少量 β 稳定元室温下，其组织中含有 5%~40%的 β 相。界浓度，在快速水淬时，β 相不发生马氏态的 β 相。最后，单相 β 合金是传统钛合
图 1.3 钛合金典型微观组织(a)等轴组织；(b)双态组织；(c)网篮组织；(d)片层组织Fig 1.3 Typical microstructure of titanium alloy.1.4 钛合金形变模式在钛合金中除了传统的位错滑移形变模式，还存在有孪晶形变模式[6]。1）滑移模式对于密排六方结构的 相，主要滑移方向是沿<112—0>的三个密排方向，含 a 氏矢量的滑移面为（0002）晶面，三个{101—0}晶面和六个{101—1}晶面，这些滑和滑移方向能组成 12 个滑移系，如表 1.1 所示。实际上这 12 个滑移系可以简 4 个独立的滑移系，因为滑移系 1 和滑移系 2 相互作用产生的形变与滑移系一样的。根据 von Mises 准则，一个多晶体的纯塑性变形至少需要 5 个独立的系，因此会有一个非伯氏矢量的滑移系被激活，可能是[0001]滑移方向的 c 型<112—3>滑移方向的 c+a 型。当对多晶体施加与 c 轴同向的应力时，根据 von Mis则，a 型伯氏矢量滑移系和 c 型伯氏矢量位错均不会被激活，因为其 Schmidt
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-6Al-4V合金的温轧织构演变[J]. 杨换平,王耀勉,李治阳. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]高压扭转压力对304不锈钢组织及性能影响[J]. 田野,李萍,王久林,薛克敏,林泉. 塑性工程学报. 2016(02)
[3]相比例对高压扭转Ti-6Al-4V合金晶粒细化及显微硬度的影响[J]. 张文丼,付杰,黄毅,丁桦,Terence G.Langdon. 材料与冶金学报. 2015(04)
[4]钛合金的研究进展与应用[J]. 刘奇先,刘杨,高凯. 航天制造技术. 2011(04)
[5]等通道转角挤压工艺对TA15合金显微硬度的影响[J]. 赵严,郭鸿镇,王涛,谭立军,姚泽坤. 稀有金属材料与工程. 2011(05)
[6]转速对高压扭转Cu试样的组织与性能的影响[J]. 谢子令,武晓雷,谢季佳,洪友士. 材料热处理学报. 2010(11)
[7]TB8钛合金的热变形组织与织构[J]. 李萍,段园培,薛克敏,王晓溪,甘国强. 中国有色金属学报. 2010(05)
[8]退火热处理对TA15钛合金组织性能的影响[J]. 吕逸帆,孟祥军,李士凯,余巍. 材料开发与应用. 2009(05)
[9]Influence of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. 朱景川,王洋,刘勇,来忠红,占家军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(S1)
[10]连续ECAP技术制备超细晶铝[J]. 陈彦博,赵晶磊,李英龙,宋丹,温景林. 中国有色金属学报. 2006(12)
博士论文
[1]基于等径角挤扭的SiC-Al粉末微—纳结构和力—热性能[D]. 钱陈豪.合肥工业大学 2015
[2]TA15钛合金热强力旋压组织演化规律及强化机理研究[D]. 陈勇.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]难熔金属钨高压扭转微观组织演化及力-热性能研究[D]. 孙大智.合肥工业大学 2017
[2]基于高压扭转的难熔金属粉末组织及性能研究[D]. 田野.合肥工业大学 2016
[3]高压扭转纯铝和高镁Al-Mg铝合金的微观结构与力学性能[D]. 王辉.江苏大学 2016
[4]高压扭转处理超细晶纯钛微观组织演变及热稳定性研究[D]. 刘德同.哈尔滨工业大学 2015
[5]TA15钛合金高温变形机制及热处理工艺研究[D]. 姚彭彭.合肥工业大学 2015
[6]相比例对高压扭转TC4钛合金晶粒细化及超塑性的影响[D]. 付杰.东北大学 2014
[7]室温ECAP变形工业纯钛的织构分析[D]. 王耿洁.西安建筑科技大学 2013
[8]Ti44Ni47Nb9形状记忆合金管材组织、相变与织构的研究[D]. 李玲霞.东北大学 2008
本文编号：3018248
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