TA15钛合金高温变形机制及热处理工艺研究

发布时间：2017-09-26 05:01

  本文关键词：TA15钛合金高温变形机制及热处理工艺研究

  更多相关文章： TA15钛合金 高温变形机制 退火热处理 微观结构演化 响应面法

【摘要】：TA15钛合金作为我国重要的结构钛合金和损伤容限型钛合金,在航空航天和军工等领域得到广泛应用。但TA15钛合金需要经过一系列复杂的形变热处理和热处理,才能获得组织均匀、力学性能优异的半成品或零件。国内外学者关于TA15钛合金的热变形行为、热处理工艺、组织与性能的影响因素以及亚结构、显微织构演化等方面已经做了大量研究,但是为了达到对TA15钛合金显微组织与力学性能的精确控制,满足日益严苛服役条件的要求,系统而深入地对其热变形机制、亚结构和微观取向演化规律,热处理过程中的亚稳相分解机制、显微组织和织构演化规律,以及组织性能定量分析、智能优化等方面进行研究具有重要的理论意义和工程价值。本文基于TA15钛合金恒应变速率等温压缩实验和真空退火热处理实验,采用多种现代材料表征技术和相关定量计算理论相结合的方法对其热变形和退火热处理过程中的相变、再结晶行为、微观取向变化、亚结构演化和组织演变过程进行了定性和定量研究,全面揭示了其高温变形机制和退火热处理强韧化机制,研究结果可以为制定合理的热变形和热处理方案提供理论基础。基于响应面法建立了热变形参数与显微组织特征参数之间精确的预测模型,深入研究了热加工工艺参数对显微组织特征参数的影响规律,揭示了钛合金宏观热加工工艺参数和微观组织之间的深层次关系,并对热加工工艺参数进行了多目标可视化优化和验证,获得了在当前工艺方案下具有良好综合力学性能的三态组织和具有高损伤容限性的片层组织的工艺参数范围。本文研究结果对于揭示钛合金本质特征、优化加工工艺参数、预测和控制钛合金显微组织、提高钛合金产品性能具有重要意义。
【关键词】：TA15钛合金 高温变形机制 退火热处理 微观结构演化 响应面法
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.23;TG166.5
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-28
• 1.1 引言17
• 1.2 钛合金基础知识概述17-21
• 1.2.1 钛及钛合金的发展历史17-18
• 1.2.2 钛及钛合金特点18-19
• 1.2.3 钛合金的分类及发展趋势19
• 1.2.4 钛合金的的晶体结构和形变模式19-21
• 1.2.5 钛合金的相变类型21
• 1.3 钛合金高温变形机制及其研究现状21-22
• 1.4 钛合金热处理工艺及其研究现状22-23
• 1.5 钛合金的典型显微组织及特征参数测量分析23-25
• 1.5.1 钛合金的典型显微组织23-24
• 1.5.2 显微组织的定量分析方法24-25
• 1.6 钛合金组织性能的预测模型及优化算法25-26
• 1.6.1 常见定量预测模型及优化算法25
• 1.6.2 响应面模型与优化方法25-26
• 1.7 本课题的来源、研究内容及意义26-28
• 1.7.1 课题来源26-27
• 1.7.2 研究内容及意义27-28
• 第二章 实验材料及方法28-33
• 2.1 实验材料及特性28-29
• 2.2 实验方法29-30
• 2.2.1 恒应变速率等温压缩实验29
• 2.2.2 真空退火热处理实验29-30
• 2.3 显微组织表征方法30-32
• 2.3.1 光学显微镜30-31
• 2.3.2 X射线衍射仪31
• 2.3.3 电子背散射衍射技术31-32
• 2.3.4 透射电子显微技术32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 TA15钛合金高温变形机制及微观结构取向演化33-51
• 3.1 TA15钛合金变形机制及亚结构演化特征33-42
• 3.1.1 高温流变行为分析33-35
• 3.1.2 显微组织、晶界及取向差演化特征35-39
• 3.1.3 TEM显微组织及位错结构演化特征39-42
• 3.2 加热制度对TA15钛合金高温变形显微组织和微观取向的影响42-49
• 3.2.1 显微组织演化与相变分析42-44
• 3.2.2 变形组织的取向分布分析44-49
• 3.3 本章小结49-51
• 第四章 TA15钛合金退火热处理工艺及微观结构取向演化51-61
• 4.1 退火TA15钛合金的XRD图谱线形分析51-55
• 4.1.1 XRD图谱的积分宽度分析法51-52
• 4.1.2 变形温度对退火TA15钛合金微细观结构特征参数的影响52-53
• 4.1.3 应变速率对退火TA15钛合金微细观结构特征参数的影响53-55
• 4.2 退火TA15钛合金的显微组织、晶界及取向差演化特征55-56
• 4.3 退火TA15钛合金的微观取向及织构演化分析56-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 基于RSM的TA15钛合金显微组织预报和优化61-73
• 5.1 退火TA15钛合金显微组织的参数化表征61-63
• 5.1.1 显微组织观察区域61-62
• 5.1.2 显微组织特征参数测量62-63
• 5.2 响应面模型建立与精度分析63-66
• 5.2.1 响应面法简介63-64
• 5.2.2 响应面模型构建及精度评估64-66
• 5.3 响应面图解分析及可视化优化66-71
• 5.3.1 响应曲面及等高线图的图解分析66-70
• 5.3.2 多目标可视化优化及验证70-71
• 5.4 本章小结71-73
• 第六章 结论与展望73-75
• 6.1 主要结论73-74
• 6.2 工作展望74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况80

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本文编号：921573