TC4钛合金板材多道次控温轧制工艺研究
发布时间：2022-02-13 12:54
钛合金比强度高、耐腐蚀性强、无磁、机械性能好,是一种优质轻型结构材料、新型功能材料和重要生物工程材料。当前钛合金板带材市场需求较大,约占钛加工材的1/3。但钛板轧制温度窗口窄,导热性能差,开轧温度过高或轧制变形过大均会导致轧件中心区域温度急剧升高,使板坯温度分布不均,厚度方向出现组织差异,进而导致塑性变差,轧制变形不均、边裂等问题;轧制温度低,轧件加工硬化严重,导致轧制力过大,增加钛合金板轧制难度,故钛板轧制生产过程中板坯温度控制极为关键。本文围绕典型TC4钛合金热轧生产工艺,从控温轧制角度出发,结合某厂钛合金板材现场生产工艺,对TC4钛合金板材多道次轧制开展实验研究及有限元仿真分析,为制定钛合金板带热轧工艺规程提供了理论依据。利用Gleeble-3800热模拟试验机测定TC4钛合金材料高温流变应力,分析温度和变形速率对流变应力的影响规律,并利用热加工图研究TC4钛合金的热加工范围。通过热轧实验研究了横纵轧道次压下率分配对TC4钛合金板各向异性的影响,发现当横纵轧道次压下率分配为1:1时,材料各向异性基本消除。开展TC4钛合金板换热实验与轧制实验,测定试样指定位置多点温度变化,并建立实...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛合金材料的应用领域
第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题背景及研究目的与意义钛作为21世纪重要金属，最大的两个特性就是高比强度和耐腐蚀性，主要应用于航空、航天及海洋工程等军工领域。近年，随着钛产量的逐年增长及工业生产技术的改进，钛已经开始由军工领域逐渐进入更广泛的重工业生产领域及民用消费领域，如建筑、交通、体育休闲与生活用品等领域[1-3]，如图1-1。a)航天航空b)航海c)体育休闲d)交通e)建筑f)医疗器械图1-1钛合金材料的应用领域目前我国钛合金材料的研究主要集中在钛基合金的成分设计、制备、加工、生产及精炼等[4]。图1-2为未来国内钛材需求结构饼状图，可以看出我国钛材结构整体图1-2未来中国钛材需求结构
燕山大学工学硕士学位论文-10-确定材料成分的准确性，测得试样的主要成分见表2-1。之后获取了材料的原始金相组织，见图2-3。a)XRF实验仪b)实验试件图2-2XRF实验仪及实验试件表2-1TC4钛合金试样主要化学成分(wt%)AlVFeCHONTi5.363.190.0190.0110.0050.101<0.003余量图2-3TC4原始组织2.1.2.2实验方案及过程Gleeble-3800热压缩试样为Φ10mm×15mm的圆柱试样，试样上下两端面分别用砂纸打磨平整，部分试样如图2-4所示。热压缩变形工艺参数根据TC4钛合金热加工工艺范畴制定，其热压缩工艺如图2-5所示。具体热压方案如下：变形温度：750℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃；变形速率：0.1s-1、1s-1、5s-1、10s-1、20s-1；变形量：40%；
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国TC8钛合金研制进展与性能评价[J]. 王俭,冯秋元,张永强,陈志勇,乔璐,毛玲玲,李巍,王鼎春,高颀. 锻压技术. 2019(10)
[2]TC4钛合金高温压缩变形行为与组织演变[J]. 刘昆,黄海广,秦铁昌,李志敏,余堃,肖寒,周荣锋. 特种铸造及有色合金. 2019(09)
[3]TC17钛合金加热过程中的有限元模型[J]. 何俊,惠瑞拓,曾卫东,徐建伟,陈威. 钛工业进展. 2019(02)
[4]1780mm炉卷轧机热轧钛板卷轧制工艺研究[J]. 曲家东,谭雪,戴山. 科技风. 2018(25)
[5]基于专利分析的我国钛及钛合金材料发展研究[J]. 何蕾. 新材料产业. 2018(08)
[6]国内外钛合金在海洋工程中的应用现状与展望[J]. 于宇,李嘉琪. 材料开发与应用. 2018(03)
[7]轧制工艺和退火温度对TC4ELI钛合金厚板显微组织的影响[J]. 王俭,李有华,李蒙,王勤波,王新,张永强. 有色金属材料与工程. 2018(03)
[8]热轧温度对Ti-6AL-4V合金组织及动态力学性能的影响（英文）[J]. 骆雨萌,刘金旭,李树奎,程兴旺. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[9]TB17钛合金热压缩流变应力分析及本构方程[J]. 周盛武,董洪波,姜智勇,王新南,朱知寿. 塑性工程学报. 2018(01)
[10]多道次轧制TC4钛合金微观组织与力学性能研究[J]. 徐勇,杨湘杰,乐伟,杜丹妮. 特种铸造及有色合金. 2017(07)
博士论文
[1]板带多道次热轧过程温度场数值模拟与温降模型研究[D]. 何玉辉.中南大学 2010
硕士论文
[1]TC4钛合金板材热轧工艺研究[D]. 许成.燕山大学 2018
[2]TC4钛合金中厚板加热及轧制过程形变规律研究[D]. 庞云云.燕山大学 2017
[3]TA17钛合金热变形行为及其中厚板热轧仿真研究[D]. 任万波.成都理工大学 2015
[4]宝钢1880mm热轧钛板轧制技术研究与实现[D]. 徐欣磊.东北大学 2014
[5]基于相变的TC4钛合金轧制过程模拟计算与研究[D]. 丛阳阳.燕山大学 2014
[6]钛合金薄壁型材轧制有限元模拟研究[D]. 黄衣娜.东北大学 2013
[7]钛合金棒线材轧制过程模拟分析[D]. 朱艳春.太原科技大学 2009
[8]高温合金钢板多道次可逆热轧的有限元模拟[D]. 周佳.上海交通大学 2009
[9]TA15、TC11钛合金热变形材料本构模型研究[D]. 沈昌武.西北工业大学 2007
本文编号：3623231
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钛合金材料的应用领域
第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题背景及研究目的与意义钛作为21世纪重要金属，最大的两个特性就是高比强度和耐腐蚀性，主要应用于航空、航天及海洋工程等军工领域。近年，随着钛产量的逐年增长及工业生产技术的改进，钛已经开始由军工领域逐渐进入更广泛的重工业生产领域及民用消费领域，如建筑、交通、体育休闲与生活用品等领域[1-3]，如图1-1。a)航天航空b)航海c)体育休闲d)交通e)建筑f)医疗器械图1-1钛合金材料的应用领域目前我国钛合金材料的研究主要集中在钛基合金的成分设计、制备、加工、生产及精炼等[4]。图1-2为未来国内钛材需求结构饼状图，可以看出我国钛材结构整体图1-2未来中国钛材需求结构
燕山大学工学硕士学位论文-10-确定材料成分的准确性，测得试样的主要成分见表2-1。之后获取了材料的原始金相组织，见图2-3。a)XRF实验仪b)实验试件图2-2XRF实验仪及实验试件表2-1TC4钛合金试样主要化学成分(wt%)AlVFeCHONTi5.363.190.0190.0110.0050.101<0.003余量图2-3TC4原始组织2.1.2.2实验方案及过程Gleeble-3800热压缩试样为Φ10mm×15mm的圆柱试样，试样上下两端面分别用砂纸打磨平整，部分试样如图2-4所示。热压缩变形工艺参数根据TC4钛合金热加工工艺范畴制定，其热压缩工艺如图2-5所示。具体热压方案如下：变形温度：750℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃；变形速率：0.1s-1、1s-1、5s-1、10s-1、20s-1；变形量：40%；
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国TC8钛合金研制进展与性能评价[J]. 王俭,冯秋元,张永强,陈志勇,乔璐,毛玲玲,李巍,王鼎春,高颀. 锻压技术. 2019(10)
[2]TC4钛合金高温压缩变形行为与组织演变[J]. 刘昆,黄海广,秦铁昌,李志敏,余堃,肖寒,周荣锋. 特种铸造及有色合金. 2019(09)
[3]TC17钛合金加热过程中的有限元模型[J]. 何俊,惠瑞拓,曾卫东,徐建伟,陈威. 钛工业进展. 2019(02)
[4]1780mm炉卷轧机热轧钛板卷轧制工艺研究[J]. 曲家东,谭雪,戴山. 科技风. 2018(25)
[5]基于专利分析的我国钛及钛合金材料发展研究[J]. 何蕾. 新材料产业. 2018(08)
[6]国内外钛合金在海洋工程中的应用现状与展望[J]. 于宇,李嘉琪. 材料开发与应用. 2018(03)
[7]轧制工艺和退火温度对TC4ELI钛合金厚板显微组织的影响[J]. 王俭,李有华,李蒙,王勤波,王新,张永强. 有色金属材料与工程. 2018(03)
[8]热轧温度对Ti-6AL-4V合金组织及动态力学性能的影响（英文）[J]. 骆雨萌,刘金旭,李树奎,程兴旺. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[9]TB17钛合金热压缩流变应力分析及本构方程[J]. 周盛武,董洪波,姜智勇,王新南,朱知寿. 塑性工程学报. 2018(01)
[10]多道次轧制TC4钛合金微观组织与力学性能研究[J]. 徐勇,杨湘杰,乐伟,杜丹妮. 特种铸造及有色合金. 2017(07)
博士论文
[1]板带多道次热轧过程温度场数值模拟与温降模型研究[D]. 何玉辉.中南大学 2010
硕士论文
[1]TC4钛合金板材热轧工艺研究[D]. 许成.燕山大学 2018
[2]TC4钛合金中厚板加热及轧制过程形变规律研究[D]. 庞云云.燕山大学 2017
[3]TA17钛合金热变形行为及其中厚板热轧仿真研究[D]. 任万波.成都理工大学 2015
[4]宝钢1880mm热轧钛板轧制技术研究与实现[D]. 徐欣磊.东北大学 2014
[5]基于相变的TC4钛合金轧制过程模拟计算与研究[D]. 丛阳阳.燕山大学 2014
[6]钛合金薄壁型材轧制有限元模拟研究[D]. 黄衣娜.东北大学 2013
[7]钛合金棒线材轧制过程模拟分析[D]. 朱艳春.太原科技大学 2009
[8]高温合金钢板多道次可逆热轧的有限元模拟[D]. 周佳.上海交通大学 2009
[9]TA15、TC11钛合金热变形材料本构模型研究[D]. 沈昌武.西北工业大学 2007
本文编号：3623231
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3623231.html
