Ti-1300合金组织转变研究
本文关键词：Ti-1300合金组织转变研究
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【摘要】：Ti-1300合金是我国自主开发的一种新型高强近β钛合金,具有良好的可锻性和高淬透性,在1300MPa强度级别下仍能得到良好的塑性和韧性的匹配,可应用于高强度航空结构件制造。该合金的组织和性能对热处理工艺比较敏感,但作为一种新型钛合金,当前对其相关研究很少。本文利用热膨胀法与光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线物相分析仪(XRD)等分析手段,通过研究Ti-1300合金在连续冷却与固溶时效过程中的显微组织演变和相变行为,寻找其组织转变和相变规律,为合金性能的改善、热加工工艺的确定提供必要的理论依据;对进一步促进该新型钛合金的推广和应用意义重大。研究获得的主要结论:(1)Ti-1300合金在连续冷却过程中,随着冷却速度的增加,合金的显微组织呈规律性的变化:当冷却速度较慢时,Ti-1300合金的室温组织为层片状α相+β相的组织;随冷速加快,α相层片变细小,趋向针状;当冷却速度大于0.3℃/s时,在片层组织中开始出现块状残余β相并随冷却速度增大而增多。(2)Ti-1300合金在连续冷却过程中,其显微硬度随冷速的增加出现先迅速提高后逐渐降低的现象;在合金的室温组织中出现残余β相之前,随着冷速的增加,α相层片变细小,组织中界面数量增多,显微硬度迅速提高;在冷速为0.3℃/s时,室温组织显微硬度达到峰值;当组织中开始出现块状残余β相之后,随冷速增加α相减少而滑移系更多的β相增加,显微硬度逐渐降低。(3)Ti-1300合金在固溶时效过程中,β相转变生成α相。在一定温度下,随着时效温度的增加,过冷度下降而元素扩散速度上升,α相的生成速度先增加后降低,厚度逐渐增加;随着保温时间增加,α相的尺寸逐渐增加;显微硬度也随着时效温度的增加和时效时间的增长呈现先增加而后降低的趋势。(4)Ti-1300合金在固溶时效过程中,其显微硬度在时效处理前因α相的减少与晶粒尺寸的增加,随固溶温度的增加而降低;在时效处理后则因α相尺寸的降低和数量的增加随固溶温度的增加而上升,随时效时间的增加先上升后下降,随时效温度的增加先上升后下降。
【关键词】：Ti-1300合金 相变 固溶时效 连续冷却 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
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-7
- 第一章 绪论7-27
- 1.1 钛及钛合金概述7-24
- 1.1.1 钛合金7-10
- 1.1.2 钛合金分类10-14
- 1.1.3 钛合金组织与性能14-19
- 1.1.4 钛合金的主要相变19-21
- 1.1.5 钛合金的固溶与时效21-24
- 1.2 Ti-1300钛合金概述24-25
- 1.3 本论文主要研究内容25-27
- 第二章 实验材料与方法27-31
- 2.1 实验材料与方案27-29
- 2.2 主要设备及检测手段29-31
- 第三章 Ti-1300合金连续冷却的组织转变31-43
- 3.1 不同冷速下的组织转变31-37
- 3.1.1 应变量变化曲线分析31-33
- 3.1.2 显微组织和相结构33-36
- 3.1.3 显微硬度36-37
- 3.2 同一冷速不同温度段的组织转变37-41
- 3.2.1 冷却到不同温度时的显微组织37-39
- 3.2.2 α 相体积分数变化39-40
- 3.2.3 显微硬度40-41
- 3.3 小结41-43
- 第四章 Ti-1300合金固溶时效的组织转变43-64
- 4.1 引言43
- 4.2 固溶温度对组织转变的影响43-49
- 4.2.1 固溶后的显微组织43-44
- 4.2.2 固溶后的性能44-45
- 4.2.3 固溶时效后的显微组织45-48
- 4.2.4 固溶时效后的性能48-49
- 4.3 时效温度与时间对组织转变的影响49-63
- 4.3.1 低温时效下的组织转变49-53
- 4.3.2 中温时效下的组织转变53-57
- 4.3.3 高温时效下的组织转变57-63
- 4.4 小结63-64
- 第五章 结论64-66
- 致谢66-67
- 主要参考文献67-71
- 附录71-72
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