TC11钛合金连续点式锻压激光快速成形梯度性能材料组织和力学性能研究
发布时间：2022-02-08 12:12
TC11是一种α+β型双相钛合金,该合金具有优良的热强度和抗蠕变性能,兼具优良的综合力学性能,是目前我国航天发动机普遍使用的高温钛合金。本文以连续点式锻压激光快速成形技术成形出下压量分别为0.1mm、0.2mm和0.3mm的TC11钛合金梯度成形件,主要研究其组织与力学性能,并与传统锻造所成形的TC11钛合金材料进行对比。对成形件原始组织及不同热处理制度的显微组织进行分析。结果表明:本试验工艺条件所成形梯度材料原始显微组织均为等轴晶,晶界细长连续。随着下压量的增加,晶粒尺寸逐渐均匀细化,强度逐渐增加,塑性逐渐变差。相比于传统锻造TC11钛合金强度较高,塑性较差。研究了同一固溶温度下梯度成形件的显微组织以及力学性能的变化规律。结果表明:随着下压量的增大,TC11钛合金晶界逐渐破碎球化,内部组织逐渐由网篮组织过渡到等轴组织,α相由细条状球化。合金的强度逐渐降低,塑性逐渐增加。下压量结合区域材料的综合力学性能比较优异,无结合不良等现象出现,满足了单合金双性能功能梯度材料的性能要求。研究了同一下压量不同固溶温度的成形件,结果表明:随着固溶温度的升高,晶内α相含量减少,α相球化现象明显,晶粒尺寸...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛合金三维相图
燕山大学工学硕士学位论文发展高强钛合金的巨大潜力。双相钛合金中，可以使组织比较稳元素，提高合金的强塑性的元素为β稳定元素因此，双相钛合金具性能。金综合了铝镁等材料质轻、塑性较好的优点，又同时拥有钢铁等、比刚度、比强度高的优点，又可以在高温下长期作业。因此，便应用于航天航空事业。来，由于对钛合金的大量研究，使得钛合金的生产制造成本大幅并且性能更加优异，因而钛合金才开始在民用行业开始出现。由其在飞机以及汽车方面应用前景十分广泛。钛合金研究起源于航展也促进了钛合金的发展[3]。钛合金的出现使得航天航空领域有了。如图 1-2 所示，为钛合金材料在波音 777 飞机上的应用。由于钛使得每架飞机重量减轻约为 270kg。
第 1 章 绪 论筒以及叶片等构件，现也用于制造航天飞机结构件[4]。1 钛合金为高温钛合金，合金相变点在 990℃-995℃之间，具有优良好的综合力学性能。传统加工工艺制造的 TC11 钛合金构件存在材料利用率极低、周期等问题，因此造成了时间以及经济上的极大浪费。从而限制了 TC机以及发动机上的应用。快速成形连续点式锻压技术具有成本低、周期短、效率高等特点和形状复杂程度上不受限制约束。因此，激光快速成形连续点式 钛合金复杂构件的快速制造开辟了一个新的技术途径[5]。如图 1-3快速成形技术制造的钛合金材料的飞机隔框。此飞机隔框形状复加工制造工艺则需要很大的成本才能实现。而采用激光快速成形入零件的尺寸生成轨迹，采用数控操作成形，极大地节约了成本
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对TC11钛合金环件组织和硬度的影响[J]. 卢凯凯,段启辉,周立鹏,李敏娜,肖松涛. 金属热处理. 2018(08)
[2]热处理工艺对TC11锻件显微组织和力学性能的影响[J]. 贠鹏飞,杨佩,刘大喆,廖强,母果路,葛鹏. 热加工工艺. 2018(12)
[3]连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能[J]. 席明哲,吕超,吴贞号,尚俊英,周玮,董荣梅,高士友. 金属学报. 2017(09)
[4]国内外钛合金研究及应用现状[J]. 江洪,张晓丹. 新材料产业. 2017(03)
[5]钛及钛合金熔炼技术发展现状[J]. 雷文光,赵永庆,韩栋,毛小南. 材料导报. 2016(05)
[6]连续点式锻压激光快速成形TA15钛合金热处理组织与性能[J]. 席明哲,刘静波,赵毅,高士友. 中国激光. 2016(02)
[7]TC11钛合金4种典型组织静态力学性能对比研究[J]. 颜茜,舒鑫柱,祝菲霞,孙坤. 云南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]钛及钛合金在汽车中的应用现状[J]. 姚杰. 山东工业技术. 2015(23)
[9]激光快速成形梯度复合结构的研究进展[J]. 张永忠,刘彦涛,曹晔. 航空制造技术. 2015(10)
[10]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
硕士论文
[1]TC11钛合金连续点式锻压激光快速成形工艺与热处理研究[D]. 吴贞号.燕山大学 2018
[2]连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金组织与性能研究[D]. 尚俊英.燕山大学 2017
[3]钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D]. 李倩.大连理工大学 2010
本文编号：3615047
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛合金三维相图
燕山大学工学硕士学位论文发展高强钛合金的巨大潜力。双相钛合金中，可以使组织比较稳元素，提高合金的强塑性的元素为β稳定元素因此，双相钛合金具性能。金综合了铝镁等材料质轻、塑性较好的优点，又同时拥有钢铁等、比刚度、比强度高的优点，又可以在高温下长期作业。因此，便应用于航天航空事业。来，由于对钛合金的大量研究，使得钛合金的生产制造成本大幅并且性能更加优异，因而钛合金才开始在民用行业开始出现。由其在飞机以及汽车方面应用前景十分广泛。钛合金研究起源于航展也促进了钛合金的发展[3]。钛合金的出现使得航天航空领域有了。如图 1-2 所示，为钛合金材料在波音 777 飞机上的应用。由于钛使得每架飞机重量减轻约为 270kg。
第 1 章 绪 论筒以及叶片等构件，现也用于制造航天飞机结构件[4]。1 钛合金为高温钛合金，合金相变点在 990℃-995℃之间，具有优良好的综合力学性能。传统加工工艺制造的 TC11 钛合金构件存在材料利用率极低、周期等问题，因此造成了时间以及经济上的极大浪费。从而限制了 TC机以及发动机上的应用。快速成形连续点式锻压技术具有成本低、周期短、效率高等特点和形状复杂程度上不受限制约束。因此，激光快速成形连续点式 钛合金复杂构件的快速制造开辟了一个新的技术途径[5]。如图 1-3快速成形技术制造的钛合金材料的飞机隔框。此飞机隔框形状复加工制造工艺则需要很大的成本才能实现。而采用激光快速成形入零件的尺寸生成轨迹，采用数控操作成形，极大地节约了成本
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对TC11钛合金环件组织和硬度的影响[J]. 卢凯凯,段启辉,周立鹏,李敏娜,肖松涛. 金属热处理. 2018(08)
[2]热处理工艺对TC11锻件显微组织和力学性能的影响[J]. 贠鹏飞,杨佩,刘大喆,廖强,母果路,葛鹏. 热加工工艺. 2018(12)
[3]连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能[J]. 席明哲,吕超,吴贞号,尚俊英,周玮,董荣梅,高士友. 金属学报. 2017(09)
[4]国内外钛合金研究及应用现状[J]. 江洪,张晓丹. 新材料产业. 2017(03)
[5]钛及钛合金熔炼技术发展现状[J]. 雷文光,赵永庆,韩栋,毛小南. 材料导报. 2016(05)
[6]连续点式锻压激光快速成形TA15钛合金热处理组织与性能[J]. 席明哲,刘静波,赵毅,高士友. 中国激光. 2016(02)
[7]TC11钛合金4种典型组织静态力学性能对比研究[J]. 颜茜,舒鑫柱,祝菲霞,孙坤. 云南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]钛及钛合金在汽车中的应用现状[J]. 姚杰. 山东工业技术. 2015(23)
[9]激光快速成形梯度复合结构的研究进展[J]. 张永忠,刘彦涛,曹晔. 航空制造技术. 2015(10)
[10]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
硕士论文
[1]TC11钛合金连续点式锻压激光快速成形工艺与热处理研究[D]. 吴贞号.燕山大学 2018
[2]连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金组织与性能研究[D]. 尚俊英.燕山大学 2017
[3]钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D]. 李倩.大连理工大学 2010
本文编号：3615047
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