TC4组元挥发机制及配料参数的研究

发布时间：2020-10-18 18:38

　　 TC4(Ti-6Al-4V)钛合金由于具有高强度、高韧性、良好的塑性且耐高温、耐腐蚀性等一系列优点,是目前应用最广、产量最大的钛合金,被广泛应用于航空领域。由于合金组元金属铝和基体金属钛熔点差异较大,因此在熔炼TC4合金时,铝会大量挥发,致使合金成分控制不易。在合金配料时,往往添加过量的铝,用来补充挥发损失的量,因此预测挥发损失量和配料意义重大。本文计算了 Ti-Al、Ti-V、Al-V三个二元系的无限稀活度系数,并验证其可靠性,结果表明:2050K时,Ti-Al二元合金无限稀活度系数分别为0.0023和0.002;2200K时,Ti-V二元合金无限稀活度系数分别为1.435和2.0017;1273K时,A1-V二元合金无限稀活度系数分别为1.194和3.387。利用上述无限稀活度系数,采用MIVM模型和Wilson方程预测了 TC4合金不同温度下的三元合金活度系数,并和实验值进行对比,结果表明,采用MIVM模型更适合预测TC4三元合金体系活度系数。采用MIVM模型计算得到的三元活度系数,依照气液相平衡理论,绘制Ti-Al、Ti-V、A1-V及Ti-Al-V合金体系气液相平衡成分图,并对合金配料进行预测,结果表明按照三元合金进行预测更接近实际。本文充分考虑系统压强对组元挥发的影响,修正了 Langumir公式。完成合金配料预测,通过和实验值对比,确定出Al和V的配料方程。结果表明修正前后的Langumir公式都可以实验预测,理论上修后的公式更接近于实际;按照三元合金进行预测更接近实际。通过对比气液相平衡和Langumir挥发预测的预测效果,结果表明修正的Langumir公式预测更接近于实际情况,同时确定出合金配料方程。同时本文采用动力学方法研究A1挥发机理,结果表明:随着温度的升高,Al原子在液相中的扩散和界面挥发的传质系数增大,温度越高,两者越来越接近,温度较低时界面挥发的传质系数远小于液相中的扩散系数。因此温度较低时,界面挥发是A1元素挥发的限制环节,随着温度的升高,受界面挥发和液相中的扩散共同限制。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF823
【部分图文】：

图１．１?ＶＡＲ熔炼ＴＣ４合金工艺流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｓｍｅｌｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＴＣ４?ａｌｌｏｙ?ｂｙ?ＶＡＲ??

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【参考文献】

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本文编号：2846661