Pt-Ti合金组织和力学性能的研究

发布时间：2017-09-04 17:02

  本文关键词：Pt-Ti合金组织和力学性能的研究

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【摘要】：铂及铂合金具有良好的耐高温、抗腐蚀性能,使得铂材料在各种行业广泛应用。但是由于纯铂的室温强度较低,使得其工业应用受限。通过真空电弧熔炼制备了两种含钛量不同的合金,即Pt-Ti1.5、Pt-Ti2.0。通过XRD、TEM分析观察铂钛合金形变热处理后的组织,然后测量了其不同状态下的力学性能。研究表明：(1)通过XRD及TEM检测分析证实了Pt8Ti的析出,临界温度TC为800℃左右。其在基体中弥散分布,并占有较大的体积分数,位错切过有序相Pt8Ti粒子时将产生反向畴界(APB),对于位错运动产生阻碍从而会使得系统能量升高,进而导致合金强化。(2)Pt-Ti合金固溶强化效果比较显著,使得合金硬度有了较大的提高,由于Pt-Ti2.0的溶质比例相对于Pt-Ti1.5的浓度较大,因而其固溶强化效果略高于后者,分别为183.7HV,159.8HV。相对于纯Pt的硬度58HV,提高了271%和174%；(3)两种合金分别在固溶处理后进行时效处理,对于合金Pt-Ti.1.5其在整个时效过程中当处理条件为500℃*5h时,硬度值最大为239.8HV,相对于固溶态的硬度有了49%的提升；对于合金Pt-Ti2.0时效过程中硬度值最大时的工艺条件为500℃*3h,相对应的硬度值为252.9HV；此时有序相的析出对于合金强化效果比较明显；(4)当合金进行固溶-冷轧处理后,两种合金的硬度值均是随着变形量的增加线性增大,当进行90%冷变形后,硬度值分别为269.1HV,295.7HV,加工硬化效果比较明显：(5)对经过固溶-冷轧处理的合金在200～1100℃进行退火处理,合金Pt-Ti1.5在300℃*1h处理条件下硬度值达到最大347.4HV,此时合金显示出了低温退火硬化效应；而对于合金Pt-Ti2.0其在300～800℃的退火温度区间都显示出了较高的硬度值,当合金在300℃退火时硬度值最大达到407.9HV,在400～800℃区间硬度值都在395±5HV,显示出了较好的热力学稳定性,由于析出的有序相Pt8Ti对于合金的弥散强化所引起,随后随着温度升高合金硬度降低。(6)对于选取的合金样品进行拉伸和电学性能测试,两种合金均显示出了较高的抗拉强度及良好的导电率,合金Pt-Ti1.5最大抗拉强度是在固溶+冷轧+300℃退火处理后产生的,其抗拉强度为1000MPa,而对应的延伸率较低,此时其电阻率最低为35.9vΩ.cm,其固溶态抗拉强度为520MPa,延伸率达到了11.7%；对于合金Pt-Ti2.0其抗拉强度最大是经过固溶+冷轧+800℃退火处理后为960MPa,此时延伸率较低,对应的电阻率为35.6vΩ.cm,固溶态时延伸率达到9.8%,抗拉强度为570MPa；综上所述,固溶强化、固溶时效强化、加工硬化及冷轧退火后都能显著提高铂合金的力学性能,而且当钛含量为2.0%wt时,在退火及时效过程中产生的有序相Pt8Ti能有效抑制退火过程中的软化,对于合金在形变热处理后的性能也有明显改善,所以对于扩展铂的实际应用中极具潜在价值。
【关键词】：Pt-Ti合金 形变热处理 显微组织 力学性能 Pt_8Ti
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.33
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 前言10-11
• 1.2 Pt的特点11-12
• 1.2.1 Pt的物理性质11-12
• 1.2.2 Pt的化学性质12
• 1.3 金属Pt与Pt合金的应用介绍12-13
• 1.3.1 Pt(铂金)在电子工业中的应用12
• 1.3.2 铂合金坩埚器皿及应用12-13
• 1.3.3 铂及铂合金的商业应用13
• 1.4 铂合金的国内外研究现状13-16
• 1.4.1 A_8B合金系13-16
• 1.5 本课题的选题意义、研究内容16-19
• 1.5.1 选题意义16-17
• 1.5.2 本课题的研究内容及目的17-19
• 第二章 实验方法和过程19-24
• 2.1 实验方法19-21
• 2.1.1 实验方案19-20
• 2.1.2 合金选择及熔炼20-21
• 2.2 合金铸锭轧制及热处理21-22
• 2.2.1 轧制过程21
• 2.2.2 热处理21-22
• 2.3 合金物相及显微组织表征22-23
• 2.3.1 X射线衍射分析(XRD)22
• 2.3.2 金相制备与观察22-23
• 2.3.3 透射电镜(TEM)分析23
• 2.4 合金的室温力学、电学性能测试23-24
• 2.4.1 硬度测试23
• 2.4.2 室温拉伸性能测试23
• 2.4.3 电阻率的测定23-24
• 第三章 合金的组织结构24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 轧制后合金组织24-25
• 3.3 轧制后合金的退火组织变化25-27
• 3.4 有序相Pt8Ti的研究分析27-33
• 3.4.1 固溶、固溶-时效、冷轧退火处理后合金的XRD分析28-30
• 3.4.2 合金经固溶、退火处理后的TEM分析30-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 合金的力学和电学性能34-52
• 4.1 引言34
• 4.2 铂钛合金的固溶处理34-36
• 4.2.1 固溶强化机理34-35
• 4.2.2 铂钛合金的固溶强化35-36
• 4.3 Pt-Ti合金的时效处理36-39
• 4.3.1 时效强化机理36
• 4.3.2 Pt-Ti合金的时效强化36-39
• 4.4 固溶-轧制对Pt-Ti合金性能的影响39-41
• 4.4.1 合金的加工硬化机制39-41
• 4.5 固溶-轧制-退火对Pt-Ti合金性能的影响41-45
• 4.5.1 Pt-Ti合金的固溶-轧制-退火41-45
• 4.6 Pt-Ti合金的拉伸性能及导电性能45-50
• 4.7 本章小结50-52
• 第五章 结论与展望52-54
• 5.1 结论52-53
• 5.2 创新点53
• 5.3 展望53-54
• 参考文献54-58
• 致谢58

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本文编号：792736