Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金方截面管件热态气压成形及组织性能控制
发布时间：2021-07-04 00:53
随着航空航天工业的迅速发展,迫切需求速度更高的新型飞行器和推重比更大的航空发动机,需要研发服役温度更高的轻质耐热结构材料。Ti2AlNb基合金因其优异的高温强度、断裂韧性,以及较好的抗蠕变和抗氧化性能,成为极具潜力的新型航空航天用轻质耐热结构材料。作为一种多相合金,Ti2AlNb基合金的组织演变复杂,而其力学性能又具有组织敏感性。首先,为了建立显微组织与力学性能之间的关系,本文分别研究了组织类型及O相形态对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金力学性能的影响规律,为该类合金构件的热处理提供指导。为了获得具有优异服役性能的Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金构件,研究了Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金方截面管件的气压成形及后续热处理工艺,并在此基础上提出气压成形-原位热处理复合工艺,实现了Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金构件形状性能控制一体化。本文以2mm厚Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金轧制板材为原料。采用SEM、EBSD、TEM以及高温拉伸测试方法对原始轧制板材进行显微组织和力学性能分析。通过对原始轧制板材进行...
【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】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Ti2AlNb基合金与其他合金的力学性能分布图
第 1 章 绪论β/B2 相中两相或三相组成，存在 B2 O，2 O，2+B2 O 多种相变，其中 O相体积分数以及板条宽度等显微组织参数对合金力学性能具有决定性作用[29]。并且，不同的热加工和热处理历史会形成不同的组织形态，不同组织形态的力学性能差异较大。因此，研究 Ti2AlNb 基合金显微组织演变规律，并全面分析组织类型及 O 相形态对 Ti2AlNb 基合金力学性能的影响机制具有重要的研究意义，能够为该合金构件的组织性能调控提供技术指导。
图 1-3 真空自耗电弧熔炼制备 Ti2AlNb 合金机械加工前后对比图[25Fig. 1-3 Casting ingots of Ti2AlNb based alloy triple-melted[25](a) before and (b) after consumable vacuum arc remelting学者 Boehlert 等人[35-37]详细阐述了 Ti2AlNb 基合金铸造、塑艺。研究表明：β 转变点以上的锻造或轧制工艺会造成 β 晶裂，而在 β 转变点以下(932°C-1000°C)能够获得较均匀的 O理组织如图 1-4 所示。此外，还指出 B 元素的加入会对 Ti-变和拉伸性能产生不利影响[38]，因为针状硼化物会导致该合硼化物产生的微裂纹如图 1-5 所示。俄罗斯学者 Shagiev 等工艺制备了晶粒尺寸在 300nm 左右的亚微米尺寸 Ti2AlNb 基和室温延伸率分别达到 1400MPa 和 25%。其中，在 850℃就进了 Ti2AlNb 基合金实用化进程。此外，添加其他 β 稳定元素，也可以优化 Ti2AlNb 合金机械性能。例如，日本学者 Tango 和 V 取代一定量的 Nb 元素，制备得到 Ti-22A1-11Nb-4b-2V 合金。其室温杨氏模量和维氏硬度得到很大的提高。我
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金的真空热压烧结工艺[J]. 杨越,贾建波,刘文超,徐岩,陈晨,刘鑫刚,骆俊廷. 中国机械工程. 2018(10)
[2]O相合金Ti2AlNb的研究进展[J]. 杜刚,崔林林,雷强,杜玉俊,齐锐,王玮东,付宝全. 中国材料进展. 2018(01)
[3]超塑性自由胀形温度对Ti2AlNb板材壁厚分布的影响[J]. 马俊林,刘雨生,李萍,薛克敏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(05)
[4]金属间化合物Ti2AlNb的高温变形行为和变形机理（英文）[J]. 张钦差,陈明和,王辉,王宁,欧阳金栋,李新孝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[5]固溶温度对Ti2AlNb基合金组织演变的影响[J]. 王斌,张凯锋,蒋少松,林鹏,周文龙. 航空材料学报. 2015(03)
[6]Ti2AlNb基合金微观组织调制及热成形研究进展[J]. 沈军,冯艾寒. 金属学报. 2013(11)
[7]Ti2AlNb基合金薄壁构件热成形工艺研究[J]. 史科,刘洋,武增臣,李保永,范小龙. 材料科学与工艺. 2013(05)
[8]Application of the titanium alloy in civil aviation[J]. XU Feng, YANG Zhao and WANG Ning Special Steel Technology Center,Research Institute,Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai 200940, China. Baosteel Technical Research. 2011(04)
[9]Ti2AlNb基合金的研究进展[J]. 冯艾寒,李渤渤,沈军. 材料与冶金学报. 2011(01)
[10]Ti3Al和Ti2AlNb基合金的研究与应用[J]. 张建伟,李世琼,梁晓波,程云君. 中国有色金属学报. 2010(S1)
博士论文
[1]Ti-22Al-25Nb合金激光焊接接头高温变形及焊管胀形性能研究[D]. 孔贝贝.哈尔滨工业大学 2017
[2]Ti-3Al-2.5V合金方截面管高压气体胀形规律与成形缺陷控制[D]. 王建珑.哈尔滨工业大学 2016
[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]Ti-22Al-25Nb合金板材高温变形行为与成形性能研究[D]. 林鹏.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]置氢Ti2AlNb基合金板材热成形性能研究[D]. 邵斌.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3263694
【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】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Ti2AlNb基合金与其他合金的力学性能分布图
第 1 章 绪论β/B2 相中两相或三相组成，存在 B2 O，2 O，2+B2 O 多种相变，其中 O相体积分数以及板条宽度等显微组织参数对合金力学性能具有决定性作用[29]。并且，不同的热加工和热处理历史会形成不同的组织形态，不同组织形态的力学性能差异较大。因此，研究 Ti2AlNb 基合金显微组织演变规律，并全面分析组织类型及 O 相形态对 Ti2AlNb 基合金力学性能的影响机制具有重要的研究意义，能够为该合金构件的组织性能调控提供技术指导。
图 1-3 真空自耗电弧熔炼制备 Ti2AlNb 合金机械加工前后对比图[25Fig. 1-3 Casting ingots of Ti2AlNb based alloy triple-melted[25](a) before and (b) after consumable vacuum arc remelting学者 Boehlert 等人[35-37]详细阐述了 Ti2AlNb 基合金铸造、塑艺。研究表明：β 转变点以上的锻造或轧制工艺会造成 β 晶裂，而在 β 转变点以下(932°C-1000°C)能够获得较均匀的 O理组织如图 1-4 所示。此外，还指出 B 元素的加入会对 Ti-变和拉伸性能产生不利影响[38]，因为针状硼化物会导致该合硼化物产生的微裂纹如图 1-5 所示。俄罗斯学者 Shagiev 等工艺制备了晶粒尺寸在 300nm 左右的亚微米尺寸 Ti2AlNb 基和室温延伸率分别达到 1400MPa 和 25%。其中，在 850℃就进了 Ti2AlNb 基合金实用化进程。此外，添加其他 β 稳定元素，也可以优化 Ti2AlNb 合金机械性能。例如，日本学者 Tango 和 V 取代一定量的 Nb 元素，制备得到 Ti-22A1-11Nb-4b-2V 合金。其室温杨氏模量和维氏硬度得到很大的提高。我
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金的真空热压烧结工艺[J]. 杨越,贾建波,刘文超,徐岩,陈晨,刘鑫刚,骆俊廷. 中国机械工程. 2018(10)
[2]O相合金Ti2AlNb的研究进展[J]. 杜刚,崔林林,雷强,杜玉俊,齐锐,王玮东,付宝全. 中国材料进展. 2018(01)
[3]超塑性自由胀形温度对Ti2AlNb板材壁厚分布的影响[J]. 马俊林,刘雨生,李萍,薛克敏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(05)
[4]金属间化合物Ti2AlNb的高温变形行为和变形机理（英文）[J]. 张钦差,陈明和,王辉,王宁,欧阳金栋,李新孝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[5]固溶温度对Ti2AlNb基合金组织演变的影响[J]. 王斌,张凯锋,蒋少松,林鹏,周文龙. 航空材料学报. 2015(03)
[6]Ti2AlNb基合金微观组织调制及热成形研究进展[J]. 沈军,冯艾寒. 金属学报. 2013(11)
[7]Ti2AlNb基合金薄壁构件热成形工艺研究[J]. 史科,刘洋,武增臣,李保永,范小龙. 材料科学与工艺. 2013(05)
[8]Application of the titanium alloy in civil aviation[J]. XU Feng, YANG Zhao and WANG Ning Special Steel Technology Center,Research Institute,Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai 200940, China. Baosteel Technical Research. 2011(04)
[9]Ti2AlNb基合金的研究进展[J]. 冯艾寒,李渤渤,沈军. 材料与冶金学报. 2011(01)
[10]Ti3Al和Ti2AlNb基合金的研究与应用[J]. 张建伟,李世琼,梁晓波,程云君. 中国有色金属学报. 2010(S1)
博士论文
[1]Ti-22Al-25Nb合金激光焊接接头高温变形及焊管胀形性能研究[D]. 孔贝贝.哈尔滨工业大学 2017
[2]Ti-3Al-2.5V合金方截面管高压气体胀形规律与成形缺陷控制[D]. 王建珑.哈尔滨工业大学 2016
[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]Ti-22Al-25Nb合金板材高温变形行为与成形性能研究[D]. 林鹏.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]置氢Ti2AlNb基合金板材热成形性能研究[D]. 邵斌.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3263694
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