TB6钛合金室温塑性机制研究

发布时间：2017-08-13 23:10

  本文关键词：TB6钛合金室温塑性机制研究

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【摘要】：TB6钛合金是一种亚稳定β钛合金,因其具有高的比强度、良好的断裂韧性、较低的锻造温度、以及良好的淬透性能和抗应力腐蚀能力,故广泛运用于航空锻件、生物医药和体育用品。TB6钛合金的性能很大程度上取决于相组成和组织形态,而热处理工艺和预冷变形方式对合金的相变行为、组织形态、力学性能等产生了很大影响。为研究TB6钛合金室温塑性机制,以期获得最具变形潜力的工艺,本文利用热处理炉、力学试验机、OM、TEM、XRD、SEM等设备和分析手段,研究了TB6钛合金固溶、时效、预变形和冷却速度对材料的组织和性能的影响规律。主要研究内容与结论有:(1)通过采用金相法确定相变点温度,测得β转变温度约为790±5℃。随着固溶温度的增加和固溶时间的延长,αp含量逐渐减少,当超过相变点,αp转变完成,粗大的等轴β晶粒内生成淬火马氏体。因拉伸过程产生了应力诱发马氏体相变,故材料在810℃固溶1h可以获得最佳的力学性能,也具有很好的变形潜力。(2)研究了时效工艺对TB6合金组织和塑性的影响规律,结果发现在单相区固溶后时效,β晶粒内析出次生α,并随着时效温度的升高和时效时间的延长,次生α相不断长大,降低了Orawan效应使材料在650℃固溶6h获得最佳的综合力学性能。(3)研究了预变形量对材料组织和塑性的影响规律,结果表明:随着预变形量的增加,β晶界变得模糊不清。材料在拉伸过程产生了应力诱发马氏体相变。在相变诱发塑性和孪晶诱发塑性的共同作用下材料在5%预变形条件下获得最好的综合力学性能,故适当的预变形工艺可以在提高塑性的同时不损害强度。(4)研究了冷却速度对TB6钛合金的组织和塑性的影响规律。结果表明:当冷却速度较快时,β来不及析出α相,而生成淬火马氏体。拉伸过程中,亚稳定的β相产生应力诱发马氏体相变为材料带来较高的塑性。当冷速减慢后,材料完成β→α的转变,α相形貌平直、粗大,增加了位错滑移距离,造成材料的低塑性。故水冷条件下材料获得最佳的力学性能。
【关键词】：固溶处理 时效 预冷变形 冷速 显微组织
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.23;TG166.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第1章 绪论7-22
• 1.1 钛及钛合金简介7-9
• 1.1.1 钛7
• 1.1.2 钛合金7-8
• 1.1.3 钛合金分类8-9
• 1.2 钛合金的显微组织9-11
• 1.3 钛合金中的主要相变11-19
• 1.3.1α相与β相的转变11-12
• 1.3.2 马氏体12-18
• 1.3.2.1 淬火马氏体相变13-14
• 1.3.2.2 应力诱导马氏体相变14-18
• 1.3.3 钛合金中的ω相变18-19
• 1.3.4 钛合金中的β′相变19
• 1.4 TB6钛合金室温变形的研究现状19-20
• 1.5 本课题的目的及意义、研究的主要内容20-22
• 第2章 实验材料与方案22-25
• 2.1 实验材料22
• 2.2 实验方法22-25
• 2.2.1 样品的制备22-23
• 2.2.2 样品的热处理23
• 2.2.3 性能与结构表征方法23-25
• 2.2.3.1 室温变形行为23
• 2.3.3.2 金相观察(OM)23
• 2.3.3.3 扫描电镜观察(SEM)23-24
• 2.3.3.4 X射线衍射物相分析（XRD）24
• 2.3.3.5 透射电镜观察(TEM)24-25
• 第3章 固溶工艺对TB6钛合金组织和塑性的影响25-34
• 3.1 实验内容25-26
• 3.2 实验结果26-30
• 3.2.1 固溶工艺对TB6钛合金塑性的影响26-27
• 3.2.2 固溶工艺对TB6钛合金显微组织的影响27-29
• 3.2.3 TEM组织分析29-30
• 3.3 分析与讨论30-32
• 3.4 小结32-34
• 第4章 时效工艺对TB6钛合金组织和塑性的影响34-43
• 4.1 实验内容34-35
• 4.2 实验结果35-38
• 4.2.1 时效温度对材料组织和塑性的影响35-37
• 4.2.1.1 力学性能测试35
• 4.2.1.2 显微组织分析35-36
• 4.2.1.3 断口分析36-37
• 4.2.2 时效时间对材料组织和塑性的影响37-38
• 4.2.2.1 力学性能测试37
• 4.2.2.2 显微组织分析37-38
• 4.3 分析与讨论38-41
• 4.3.1 时效温度对材料塑性影响原因分析38-39
• 4.3.2 时效时间对材料塑性影响原因分析39
• 4.3.3 TEM组织分析39-41
• 4.4 实验小结41-43
• 第5章 预变形工艺对TB6钛合金组织和塑性的影响43-52
• 5.1 实验内容43-44
• 5.2 实验结果44-49
• 5.2.1 力学性能测试44-45
• 5.2.2 显微组织分析45-46
• 5.2.3 TEM组织分析46-49
• 5.3 分析与讨论49-51
• 5.4 实验小结51-52
• 第6章 冷却速度对TB6钛合金组织和塑性的影响52-59
• 6.1 实验内容52-53
• 6.2 实验结果53-57
• 6.2.1 力学性能测试53-54
• 6.2.2 显微组织分析54-55
• 6.2.3 SEM分析55
• 6.2.3 断口形貌分析55-57
• 6.3 分析与讨论57-58
• 6.4 实验小结58-59
• 第7章 结论59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 附录66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 訾群;;钛合金研究新进展及应用现状[J];钛工业进展;2008年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 牛蓉蓉;热处理冷却速率对TC21钛合金组织与性能的影响[D];西安建筑科技大学;2010年

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本文编号：669489