β-T51Z合金热变形及热处理过程中微观组织演变及性能研究

发布时间：2023-05-18 02:38

　　与传统使用的航空航天飞行器结构材料如高强度钢、钛合金等相比,锆及锆合金因具有小的热中子吸收截面、优异的耐辐照耐蚀性能等特点而成为航空航天器活动构件的潜在结构材料。本文以T51Z(51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V)合金为研究对象,通过X射线衍射(XRD)、背散射电子衍射(EBSD)等技术研究了不同热变形参数及热处理工艺对其微观组织演变和力学性能的影响,主要包括:针对铸态和β-淬火态T51Z合金,利用EBSD、OM和TEM分析了变形温度和应变速率对合金热变形行为的影响及其组织演变规律。结果显示铸态和β-淬火态T51Z合金在热变形时,其流变应力曲线都呈现典型的单峰动态再结晶特征。基于应力峰值得到了合金的本构方程及热变形激活能,同时也构建了合金的热加工图。变形温度和应变速率对合金形变组织影响较大,随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金更易发生动态再结晶,但动态再结晶进行得不充分,再结晶晶粒分布不均匀。基于以上研究获得的热加工图和工艺参数,随后对T51Z合金进行锻造、热轧及退火等热处理和热成形加工,并系统分析了合金在不同加工态下的微观组织演变及性能变化。结果显示T51Z合金经过...

【文章页数】：83 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 锆及锆合金
        1.2.1 锆及锆合金概述
        1.2.2 锆合金的的发展及应用
    1.3 锆及锆合金热变形行为
        1.3.1 热变形行为的研究方法
        1.3.2 锆合金的热变形行为研究内容
        1.3.3 锆合金的热变形行为研究现状
    1.4 锆合金的热成形和热处理
        1.4.1 锆合金的热成形
        1.4.2 锆合金的热处理
    1.5 课题的研究意义及内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 热模拟压缩实验
    2.3 热处理和热成形实验
        2.3.1 样品的固溶处理
        2.3.2 样品的热轧处理
        2.3.3 样品的退火处理
    2.4 拉伸实验
    2.5 微观组织分析
        2.5.1 XRD物相分析
        2.5.2 OM显微组织观察
        2.5.3 EBSD显微组织观察
        2.5.4 SEM显微组织观察
        2.5.5 TEM显微组织观察
3 T51Z合金热变形行为及组织演变研究
    3.1 引言
    3.2 热模拟样品的宏观形貌
        3.2.1 铸态T51Z合金宏观形貌
        3.2.2 β-淬火态T51Z合金宏观形貌
    3.3 热变形流变曲线特征
        3.3.1 铸态T51Z合金热变形流变曲线特征
        3.3.2 β-淬火态T51Z合金热变形流变曲线特征
    3.4 热变形本构方程
        3.4.1 本构方程理论
        3.4.2 铸态T51Z合金热变形本构方程
        3.4.3 β-淬火态T51Z合金热变形本构方程
    3.5 热加工图研究
        3.5.1 热加工图原理
        3.5.2 铸态T51Z合金热加工图分析
        3.5.3 β-淬火态T51Z合金热加工图分析
    3.6 热变形组织演变研究
        3.6.1 铸态T51Z合金热变形组织演变
        3.6.2 β-淬火态T51Z合金热变形组织演变
    3.7 本章小结
4 T51Z合金不同热加工过程的组织及性能研究
    4.1 引言
    4.2 铸、锻态合金的微观组织和力学性能
        4.2.1 T51Z合金的DSC分析
        4.2.2 相组成分析
        4.2.3 微观组织分析
        4.2.4 拉伸应力应变曲线
        4.2.5 断口形貌分析
    4.3 热轧及退火态合金板材的微观组织和力学性能
        4.3.1 相组成分析
        4.3.2 微观组织分析
        4.3.3 拉伸应力应变曲线
        4.3.4 断口形貌分析
    4.4 本章小结
5 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：3818502