Ti6242高温钛合金铸件的组织和性能

发布时间：2017-08-21 08:28

  本文关键词：Ti6242高温钛合金铸件的组织和性能

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【摘要】：Ti6242钛合金是由上海精密器械研究所提供的近α钛合金,其有许多优异性能,比如密度小、疲劳性能好、比强度高,还具有耐高温、耐腐蚀等优良特性。本论文运用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行力学性能测试与热模拟试验,对合金的T(α+β)/β相变温度以及热等静压行为、热处理对合金室温与高温力学性能、显微组织的影响进行了研究。研究结果如下:(1)Ti6242合金铸件的组织为魏氏组织,重力铸造后的Ti6242合金的屈服强度和延伸率分别提高了23.1%和1.3%(2)热等静压处理消除了铸造时产生的缩松、缩孔等缺陷,细化晶粒、α片层厚度及片层集束尺寸,组织转变为均匀的魏氏组织,从而显著改善了合金的力学性能,尤其是室温力学性能。经过热等静压处理后合金的抗拉强度852MPa,最大拉应变约为6.32%。(3)Ti6242合金在825℃~965℃温度范围内进行固溶处理,随着固溶温度的升高,组织为片层组织且其中α片层厚度变粗屈服强度和最大拉伸强度有升高趋势,固溶温度高于910℃时,屈服强度和延伸率变化不明显。(4)冷却速率的不同导致β转变组织和二次α相结构不一。较快速度固溶处理得到的Ti6242合金具有较多的β转变组织残存并且这些β转变组织在之后的热处理中会转变为二次α相。这些高比例的细小二次α相粒子能够阻碍位错移动进而提高Ti6242合金的强度、降低其塑性。α/β热处理得到的Ti6242合金的屈服强度和延伸率随着Ti6242合金的α片层厚度变化服从Hall-Peck关系。(5)βA热处理、βB热处理、βC热处理都增强了原始材料的屈服强度和延伸率。βA热处理得到片层组织,延伸率为54%。βB热处理得到网篮组织,屈服强度提升了约15%。βC热处理获得粗大的网篮组织,屈服强度提升了6.4%、延伸率提升了78%。(6)βC热处理的Ti6242合金具有最优综合拉伸性能,这是由于热处理后所得到的组织为小集束、粗α片层的网篮结构。(7)在高温下,随着温度的升高,屈服强度与最大拉伸强度降低,而塑性则随着温度的升高而增高。βC热处理后具有最优的高温(823K下)力学性能,此时屈服强度为458.7MPa、延伸率为15.3%。
【关键词】：钛合金 热等静压 热处理 室温拉伸性能 高温拉伸性能
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.5;TG146.23
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-34
• 1.1 高温钛合金概述10-15
• 1.1.1 国外高温钛合金研究进展10-12
• 1.1.2 我国高温钛合金的研究进展12-15
• 1.2 钛合金铸造工艺研究15-22
• 1.2.1 钛合金精铸件铸造技术发展概况17-20
• 1.2.2 我国钛精铸件主要应用20-22
• 1.3 钛合金热等静压工艺研究22-27
• 1.3.1 热等静压成形技术基本原理22-24
• 1.3.2 热等静压近净成形技术的优点和缺点24-25
• 1.3.3 热等静压成形技术研究进展25-27
• 1.4 钛合金的热处理27-32
• 1.4.1 常用的钛合金热处理工艺27-29
• 1.4.2 浅析钛合金的组织与性能之间的关系状况29-30
• 1.4.3 钛合金的热处理特点30-32
• 1.5 本课题来源及意义与研究内容32-34
• 第二章 实验内容和分析测试方法34-45
• 2.1 实验材料34
• 2.2 Ti6242钛合金T_((α+β)/β)相变温度测定34-39
• 2.2.1 计算法34-35
• 2.2.2 差示扫描热量法35-37
• 2.2.3 连续升温金相法37-39
• 2.2.4 分析与讨论39
• 2.3 Ti6242钛合金热等静压工艺39-41
• 2.4 Ti6242钛合金热处理工艺41-42
• 2.5 Ti6242钛合金室温和高温力学性能测试42-43
• 2.5.1 室温力学性能测试42-43
• 2.5.2 高温力学性能测试43
• 2.6 Ti6242钛合金显微组织观察43-45
• 2.6.1 光学金相显微组织观察43-44
• 2.6.2 扫描电镜组织、断.形貌观察44-45
• 第三章 Ti6242钛合金的热等静压工艺研究45-52
• 3.1 实验过程及方案45
• 3.2 实验结果与分析45-50
• 3.2.1 Ti6242合金的显微组织分析45-48
• 3.2.2 Ti6242合金的力学性能分析48-50
• 3.2.3 Ti6242合金的拉伸断.形貌分析50
• 3.3 结论50-52
• 第四章 Ti6242钛合金的热处理工艺52-70
• 4.1 实验过程及方案52-53
• 4.2 固溶温度对Ti6242合金组织和性能影响53-56
• 4.2.1 Ti6242合金的显微组织分析53-54
• 4.2.2 Ti6242合金的拉伸性能分析54-56
• 4.2.3 Ti6242合金的断.分析56
• 4.3 冷却速度对Ti6242合金组织和性能影响56-60
• 4.3.1 Ti6242合金的显微组织分析56-58
• 4.3.2 Ti6242合金拉伸性能分析58-60
• 4.3.3 Ti6242合金的断.分析60
• 4.4 不同热处理工艺对Ti6242合金组织和性能60-69
• 4.4.1 Ti6242合金的显微组织分析60-63
• 4.4.2 Ti6242合金的拉伸性能分析63-66
• 4.4.3 Ti6242合金的断.分析66-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 结论70-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文77-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王耀宁;马红周;郭志军;赵西城;;热处理对BT-20钛合金组织和性能的影响[J];热加工工艺;2007年12期

2 辛社伟;赵永庆;曾卫东;;钛合金固态相变的归纳与讨论(I)——同素异构转变[J];钛工业进展;2007年05期

3 朱宝辉;胡晓晨;吴孟海;王培军;刘彦昌;;TC1钛合金精锻棒材的拉伸性能及断口形貌[J];中国有色金属学报;2010年S1期

4 郭景杰,丁宏升,苏彦庆,贾均;等离子喷涂金属型与钛熔体的界面反应研究[J];铸造;1998年11期

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本文编号：711850