铸型种类及热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响

发布时间：2017-10-31 07:11

  本文关键词：铸型种类及热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响

  更多相关文章： Ti-48Al-2Cr-2Nb合金 铸型种类 热等静压 热处理 小尺寸叶片

【摘要】：塑性低是阻碍Ti Al基合金实用化的障碍之一,但在影响塑性的因素方面缺少对比和深入研究。本文对比研究了石墨型、金属型和陶瓷型成形Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的宏观凝固组织、显微组织和力学性能。基于提高合金塑性设计热处理工艺,研究了其对组织和力学性能的影响。结果表明:长方形横截面柱状晶均对长,石墨型的最终凝固线最长、金属型的次之、陶瓷型的最短;铸态相组成均为γ-Ti Al、α2-Ti3Al和B2三相,显微组织均为以γ为主的层片状,力学性能无明显差别。采用钛合金常用热等静压工艺不能完全消除缩松等缺陷。设计1160℃/130MPa/3h热等静压工艺可完全消除缩松等缺陷,相组成与铸态相同,显微组织由层片状变为块状,α2由块状分布变为γ晶粒间分布,铸态块状B2消失、发现室温存在弥散分布的B2颗粒。设计出热等静压+淬火-回火-短时高温处理工艺,获得细化的近层片组织,石墨型成形的合金力学性能得到提高。采用Y2O3陶瓷型可完整成形小尺寸叶片,内外部质量良好。
【关键词】：Ti-48Al-2Cr-2Nb合金 铸型种类 热等静压 热处理 小尺寸叶片
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.5;TG146.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 Ti Al基合金基本性质10-17
• 1.2.1 Ti Al基合金的晶体结构及显微组织10-12
• 1.2.2 Ti Al基合金的相图12-13
• 1.2.3 Ti Al基合金的力学性能13-15
• 1.2.4 Ti Al基合金中的合金元素及作用15-16
• 1.2.5 Ti Al基合金的发展现状16-17
• 1.3 Ti Al基合金铸造成形技术的研究现状17-21
• 1.3.1 熔模精密铸造18-20
• 1.3.2 金属型铸造20
• 1.3.3 石墨型铸造20-21
• 1.4 Ti Al基合金热处理工艺的研究21-24
• 1.4.1 热等静压工艺的研究21-22
• 1.4.2 淬火-回火热处理22-23
• 1.4.3 循环热处理23-24
• 1.5 课题的提出及主要研究内容24-25
• 第二章 实验材料及研究方法25-32
• 2.1 实验材料的准备25-30
• 2.1.1 实验原材料25-26
• 2.1.2 实验铸型26-29
• 2.1.3 铸型组合及合金熔炼29-30
• 2.2 实验研究路线30
• 2.3 实验研究方法30-32
• 2.3.1 显微组织观察及相分析30-31
• 2.3.2 热分析实验(DSC)31
• 2.3.3 电子背散射衍射分析(EBSD)31
• 2.3.4 常温拉伸性能测试31
• 2.3.5 高温拉伸性能测试31
• 2.3.6 热处理实验31-32
• 第三章 铸型种类对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响32-45
• 3.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金宏观凝固组织32-35
• 3.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织35-41
• 3.3 铸态Ti-48Al-2Cr-2Nb合金室温拉伸性能41-42
• 3.4 铸态Ti-48Al-2Cr-2Nb合金高温拉伸性能42-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响45-58
• 4.1 热等静压对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响45-52
• 4.1.1 热等静压工艺参数的设计45-47
• 4.1.2 热等静压对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金内部质量影响47-48
• 4.1.3 热等静压对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的组织影响48-51
• 4.1.4 热等静压对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的力学性能影响51-52
• 4.2 热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响52-56
• 4.2.1 热处理工艺的设计52-53
• 4.2.2 热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织的影响53-55
• 4.2.3 热处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金力学性能的影响55-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第五章 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金精密成形铸造工艺研究58-61
• 5.1 小尺寸叶片制备58-59
• 5.1.1 型壳制备58-59
• 5.1.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金熔炼和浇注59
• 5.2 小尺寸叶片内、外部质量59-60
• 5.3 小尺寸叶片的显微组织60
• 5.4 小尺寸叶片的力学性能60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 在学期间发表的学术论文和参加的科研项目68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张建新;高爱华;郭学锋;;Y对Mg-5Al-1.2Zn-0.8Sb合金组织和性能的影响[J];航空材料学报;2012年05期

2 余兴泉，孙扬善，，梅建平;热形变方法与Fe_3Al基合金的组织及性能关系（Ⅰ）[J];兵器材料科学与工程;1996年03期

3 司乃潮,吴晶;Al-Si合金断裂的解决途径及理论探讨[J];特种铸造及有色合金;1997年06期

4 李萍,薛克敏,吕炎,张晓霞;Ti-15-3合金热变形实验研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年05期

5 马洪涛,李建国,张柏清,方鸿生;Al-Ti-B合金的组织分析[J];中国有色金属学报;2001年05期

6 陈晶阳,关绍康,石广新,张春香;硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响[J];特种铸造及有色合金;2005年08期

7 查树银;崔振铎;刘彦军;朱胜利;杨贤金 ;;新型医用β-Ti28Nb24.5Zr合金组织和力学性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2007年01期

8 李芳;何佳;童建华;李曼萍;;高温Ti-60合金中氢行为的研究[J];热加工工艺;2009年02期

9 王轶;郑晶;贾志华;马光;;CuNiMnSi合金的热加工性能研究[J];热加工工艺;2009年22期

10 余琨;杨军;陈福文;蔡志勇;谭欣;李超;;70%Si-Al合金的热性能及其分形描述[J];中国有色金属学报;2010年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李春英;;浅析A356.2合金工艺优化[A];有色金属工业科技创新——中国有色金属学会第七届学术年会论文集[C];2008年

2 李吉庆;;Cu对Mg-10Li-3Al合金显微组织及硬度的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

3 张振波;李述军;郝玉琳;杨锐;郭正晓;;中温旋锻变形Ti2448合金的显微组织及力学性能[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

4 李建国;李黎;郭道华;;新型Al-Mg-Si系合金的析出相和力学性能[A];全国第十三届轻合金加工学术交流会论文集[C];2005年

5 胡金力;刘嘉斌;孟亮;;Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金铸态组织的显微分析[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

6 熊益民;张永安;朱宝宏;王锋;刘红伟;熊柏青;;Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金的热变形研究[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年

7 韩积亭;程云君;梁晓波;张建伟;李世琼;;热处理对铸造Ti-23Al-17Nb合金组织和拉伸性能的影响[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

8 郑飞燕;彭立明;李学文;;搅拌摩擦加工对Mg-Gd-Ag-Zr合金组织和性能的影响[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

9 刘洪军;曹驰;钱旺盛;郝远;;Zr对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织和性能的影响[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年

10 谭永宁;黄朝晖;余乾;赵希宏;邢占平;仝健民;;铼对定向合金组织和性能的影响[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 王宝顺 罗坤杰 张麦仓 董建新;应对油气开采环境变化开发优良性能合金[N];中国冶金报;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 姜丽丽;P对Mg-Si-Sn系合金中Mg_2Si的变质[D];吉林大学;2009年

2 林亮华;Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金变形行为及组织性能研究[D];中南大学;2011年

3 姜荣票;Sn对Al-Zn-Mg-Cu合金时效性能的影响[D];中南大学;2011年

4 刘西伟;Mg-3Sn-0.5Mn合金的降解行为及生物相容性[D];哈尔滨工程大学;2013年

5 姜小红;氩氢混合气氛下电弧重熔TC4合金的氧含量变化规律[D];哈尔滨工业大学;2008年

6 陈文章;Monel k-500合金热加工性能的实验研究[D];太原科技大学;2011年

7 宋杨阳;Si、Ti对ZA48合金组织和性能影响的研究[D];郑州大学;2009年

8 张永虎;医用Mg-Zn-Ca合金组织与性能研究[D];内蒙古科技大学;2012年

9 于雷;Al-50%Si电子封装合金的致密化及性能[D];哈尔滨工业大学;2013年

10 田录;Ti6242s合金热变形行为与热加工图的研究[D];沈阳大学;2013年

本文编号：1121304