快速凝固TiAl/Ti基合金的组织及性能研究

发布时间：2023-02-09 13:52

　　本文通过熔体抽拉法在不同辊轮转速下成功制备Ti-4Al-8Nb合金纤维,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)研究了纤维的形貌和微观结构。研究发现随转速增加纤维直径减小,表面竹节状缺陷愈发严重。Ti-44A1-8Nb合金纤维主要由α2相和γ相两相组成,快速凝固有助于α2相生成,一方面本文讨论了石英管在实验当中对制备Ti-44A1-8Nb纤维的影响,发现有第二相Ti3Si产生并伴有平行分布的位错产生。采用数值模拟软件ANSYS(FLUNET)对金属纤维成形过程进行了分析。对熔融金属上升到接触铜轮表面后熔潭特性进行了计算,研究了此过程中相场、温度场、流场的变化以及金属纤维成形过程中表面缺陷的形成机理。发现直径不均匀与熔体表面稳定性有关,关键在于熔体与辊轮接触区及熔体随辊轮共同运动区域熔体的稳定性。由于上游弯月面与辊面间存在缝隙,随着纤维的成形并被甩出,这一缝隙逐渐减小,这一过程中容易发生卷气现象会对纤维成形带来影响。大的温度梯度导致熔池分层,靠近辊轮表面为过冷层,其特点为流速最慢,下方为抽拉层,流速最快,因此,金属纤维成形时容易在下游形成直...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 TiAl基合金的研究进展
        1.2.1 TiAl基合金的结构及特性
        1.2.2 TiAl基合金的显微组织与性能
        1.2.3 高Nb-TiAl基合金的研究进展
        1.2.4 TiAl基合金的发展及应用
    1.3 Ti基合金的研究进展
        1.3.1 Ti基合金的结构及特性
        1.3.2 Ti基合金的显微组织与性能
        1.3.3 含V的Ti基合金的应用概况
        1.3.4 Ti-6Al-4V合金的研究进展及应用概况
    1.4 快速凝固技术的研究进展
        1.4.1 快速凝固合金制备工艺及其应用现状
        1.4.2 快速凝固数值模拟的研究进展
    1.5 主要研究内容
第二章 材料制备及实验方法
    2.1 材料制备
        2.1.1 母合金成分
        2.1.2 母合金的制备
        2.1.3 TiAl基合金纤维的制备
        2.1.4 Ti基合金薄带的制备
    2.2 组织分析
        2.2.1 X-射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微镜观察
        2.2.3 透射电子显微镜观察
        2.2.4 力学性能测试
第三章 快速凝固TiAl基合金的显微组织及成形过程分析
    3.1 引言
    3.2 不同辊轮转速下Ti-44Al-8Nb合金纤维成形分析
    3.3 快速凝固Ti-44Al-8Nb合金显微组织分析
    3.4 熔体抽拉成形过程数值模拟研究
        3.4.1 快速凝固过程的数学模型
        3.4.2 凝固过程数值分析
        3.4.3 数值模拟结果分析
    3.5 小结
第四章 快速凝固T基合金的组织及力学性能分析
    4.1 引言
    4.2 不同辊轮转速下Ti-6Al-4V合金形貌的分析
    4.3 不同辊轮转速下Ti-6Al-4V合金显微组织的分析
    4.4 快速凝固Ti-6Al-4V合金力学性能分析
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
论文发表、专利及科研情况



本文编号：3738853