β-ZrTiAlV合金固态相变行为研究

发布时间：2023-02-07 06:50

　　金属锆具有优异的抗辐照损伤和抗原子氧侵蚀的性能。锆的膨胀系数小,从而具备在交变温度环境下服役的潜质。相比于目前航天飞行器活动构件中大量使用的合金钢和钛合金,锆在空天领域具有更大的应用潜力。由于钛锆无限互溶,在锆金属基体中添加钛元素既能固溶强化合金,又能降低合金的密度,从而满足作为结构材料轻质高强的要求。因此,锆钛基合金在航空航天方面具有非常广阔的应用前景。本文以一种新开发的β-51.1Zr40.2Ti4.5Al4.2V(wt.%)合金为研究对象,综合使用EBSD、ECC、XRD、OM和显微硬度等手段系统研究了β-ZrTiAlV合金炉冷过程中的组织特征、原始β晶粒尺寸对α变体选择的影响以及室温压缩组织演变规律。研究结果表明:β-ZrTiAlV合金在炉冷过程中发生β→α转变。α相优先在晶界附近形核,且α_GB的形核受到相邻β晶粒取向的影响,当相邻β晶粒具有共同的{110}_β晶面时,{0001}_α面平行于该共有{110}_β面的α_GB会优先生成;α_WGB的形核主要以...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锆合金与钛合金的概述
        1.2.1 锆与锆合金
        1.2.2 钛与钛合金
        1.2.3 锆钛基合金的发展
    1.3 锆合金的制备工艺及热处理
        1.3.1 锆合金的制备工艺
        1.3.2 锆合金的热处理
    1.4 锆合金中的相变
        1.4.1 锆合金相变特征
        1.4.2 锆合金中β→α相变影响因素
        1.4.3 锆合金β→α的相变晶体学及变体选择
        1.4.4 锆合金应力诱导马氏体相变
    1.5 课题的研究意义及内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 技术路线
        2.2.1 热处理实验
        2.2.2 压缩实验
    2.3 测试方法及样品制备
        2.3.1 EBSD技术及制样方法
        2.3.2 ECC技术及制样方法
        2.3.3 DSC技术及制样方法
        2.3.4 XRD技术及制样方法
        2.3.5 显微硬度测试及制样方法
        2.3.6 金相观察及制样方法
    2.4 本章小结
3 β-ZrTiAlV合金炉冷过程中的组织演变
    3.1 引言
    3.2 炉冷组织转变
    3.3 α相的形核机制
        3.3.1 αGB形核特征
        3.3.2 αWGB形核特征
        3.3.3 αWI形核特征
    3.4 平衡态下组织与性能的定量研究
        3.4.1 平衡态下组织演变
        3.4.2 平衡态合金相组成的定量计算
        3.4.3 平衡态组织与性能的关系
    3.5 本章小结
4 β-ZrTiAlV合金中原始β晶粒尺寸对α变体选择的影响
    4.1 引言
    4.2 β→α转变的晶体学分析
    4.3 β→α转变的变体选择
        4.3.1 原始β晶粒的选取及变体选择
        4.3.2 变体选择的定量研究
    4.4 变体选择的影响因素
        4.4.1 小尺寸β晶粒变体选择
        4.4.2 大尺寸β晶粒变体选择
    4.5 本章小结
5 β-ZrTiAlV合金室温压缩组织演变
    5.1 引言
    5.2 压缩组织演变特征
    5.3 形变产物与晶界的相互作用
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B.学位论文数据集
致谢



本文编号：3736609