TC11钛合金连续点式锻压激光快速成形工艺与热处理研究

发布时间：2020-04-22 04:16

【摘要】：TC11钛合金是一种热强钛合金,属于α+β类型钛合金,具有优异的高温强度、抗蠕变能力和良好的综合机械性能。主要用于制造航空发动机的压力机盘、叶片、鼓筒等零件,也可以用于制造航天飞机结构件。本文以TC11钛合金为研究材料,研究了连续点式锻压激光快速成形技术成形高度不同的试件,其组织与力学性能的差异;主要研究了连续点式锻压激光快速成形工艺参数下压量以及热处理工艺对组织和性能的影响。研究了高度不同的成形试件的组织和显微硬度的对比分析,结果表明:连续点式锻压激光快速成形技术成形TC11钛合金的组织和硬度与成形高度无关。高的试件和低的试件其宏观组织形态从上到下保持一致且晶粒尺寸差异很小,均由上部柱状晶、上部大等轴晶和下部均匀小等轴晶组成;微观组织保持一致,均由上部魏氏组织转变成下部网篮组织;显微硬度保持一致,均是上部柱状晶的硬度最大,底部均匀小等轴晶次之,上部大等轴晶硬度最小。对下压量0.1mm和下压量0.2mm的TC11钛合金进行了组织和力学性能研究,结果表明:两种下压量的试件组织均为等轴晶组织,且下压量0.2mm的试件晶粒尺寸较小;两种下压量的显微组织均为网篮组织;下压量0.2mm的试件显微硬度和抗拉强度较高,但是下压量0.1mm的试件的延伸率较优。研究了固溶处理和时效处理对两种下压量的TC11钛合金的组织和力学性能的影响,结果表明:随着固溶温度的升高,两种下压量的初生α相体积分数和初生α相的长宽比均降低,晶界α相的球化程度增高,并且保温时间有一定的促进作用。经过固溶处理和时效处理后,显微硬度、抗拉强度和延伸率均有显著的提高。经过热处理后,下压量0.2mm的试件力学性能要优于下压量0.1mm的试件力学性能。
【图文】：

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c) 网篮组织 d) 固溶时效组织图 1-1 四种不同类型的 TC11 钛合金组织1.1.3 钛合金的应用与发展前景基于钛合金良好的材料特征和优异的综合力学性能，钛合金的发展应用必然到世界各国的重视。在航空航天应用中，由于钛合金密度小、强度高等特点，被大量用于制造飞的组成部件，例如机翼、舱门、方向舵传动支架等。美国应用 X-30、X-31 型钛合材料研发出来的高性能飞机，工作性能相比于原来高出了 3 倍，而飞机总体重量轻了 80％。国外研发出来的高强钛合金 Ti-5553 被应用在飞机起落架上面，阻燃合金的研制成功被应用于航空发动机上，保障了飞机发动机的安全性，其典型的合金为美国的 AlloyC 合金和英国的 Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C 合金，并且 AlloyC 合金经在实际中使用。我国已经研制出来的高强钛合金，例如 TB8 和 TC18 已经在飞

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金近净成形技术可以提高钛合金的应用速度和范围。我国在钛合金工一定的成绩但远远不足，还要继续发展钛合金生产技术和钛合金的应快我国钛合金工业的发展[5-10]。光快速成形技术激光快速成形技术原理及特点光快速成形技术是在激光熔覆技术和快速原型制造技术的理论基础和业数字化和 CAD 模型快速发展的，在 20 世纪 90 年代发展出来的一种[11]。激光快速成形技术是以逐层堆积的方式成形部件，打破了传统制去除模式，，是在成形制造技术领域的一次重大变革。成为了世界各国的热点，迅速发展出多项相同理论基础的制造技术，例如美国的激光、英国的直接激光制造技术、德国的激光选择性熔化技术和中国的激术[12]2。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG319

【参考文献】