一、新型钛及钛合金牌号的发展和命名(论文文献综述)
宫欢[1](2021)在《TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究》文中指出在高速切削加工中,由于切削参数的变化使材料已加工表面形貌发生改变,且表面形貌的好坏对零件的使用寿命具有一定影响。因此,研究已加工表面形貌和表面粗糙度的好坏与加工参数之间的关系,并基于Peterson模型建立切削参数与疲劳寿命之间的关系,探究高速切削参数对疲劳寿命的影响规律,为提高表面形貌进而提高材料的疲劳寿命具有重要意义。本文以钛合金Ti-6Al-4V为研究对象,进行两次单因素车削试验,针对第二次车削试验的试件完成疲劳试验,测量两次车削试验的已加工表面粗糙度值,观察测量表面形貌,并对高周疲劳试验的试样疲劳断口进行观察研究。本文的主要内容和结论如以下三个方面:1.针对第一次车削试验,对切削后的已加工表面粗糙度和表面形貌进行观察测试,探究高速切削Ti-6Al-4V表面粗糙度及表面形貌的变化规律。研究发现:随着切削速度的逐渐增大,已加工表面粗糙度的数值先增大后减小,但变化的不明显;随着进给量的逐渐增大,已加工表面粗糙度的数值逐渐增大,且变化十分明显;随着切削深度逐渐增大,钛合金Ti-6Al-4V已加工表面粗糙度值没有明显的变化规律。2.针对第二次车削试验,探究进给量变化时对表面轮廓三维形貌特征参数的影响规律。研究表明:表征表面轮廓三维形貌的特征参数随着进给量的增加而增大,当进给量在0.1mm/r~0.2mm/r时表面几何参数Rz、Sa对进给量变化的敏感率相对较低,此时敏感率变化平缓适合加工高精度零件。当进给量在0.2mm/r~0.3mm/r时表面几何参数Sa对进给量变化的敏感率突然增大,不利于加工精度过高的零件。3.针对高周疲劳试验,结合切削加工时进给量变化对表面形貌的影响且对疲劳断口进行分析并运用Peterson模型深入探究切削参数对钛合金Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响规律。研究表明:有效应力集中系数Kf作为综合体现表面几何参数所产生的应力集中对疲劳性能影响的函数,随进给量的增大,Kf也逐渐增大,且有效应力集中系数Kf与疲劳寿命之间呈反比例关系,有效应力集中系数越大,疲劳寿命越低。
叶茜[2](2020)在《新型Ti-20Zr-xCr合金显微组织与力学性能研究》文中研究指明钛与钛合金具有高的比强度,良好的耐腐蚀性,低的密度,高的抗疲劳强度、低温韧性和高的耐热性能等优点,主要应用在化学化工、船舶领域和航空航天等工业领域。与金属钛同处于第IVB族的锆元素,具有与钛元素相似的物理化学特性:较低的密度、低的膨胀系数、优异的抗辐照性能、较小的热中子吸收截面积和良好的耐腐蚀性等,作为结构材料被广泛应用于核工业和化工工业等领域。随着科学技术的迅速发展,钢铁等传统材料已不能满足极端条件下的使用要求,因此,对于具有优异综合力学性能和良好理化性能的新型结构材料的研发已迫在眉睫。本文以发展新型结构材料为目标,运用多种实验室手段制备一系列Ti合金体系,研究不同成分的合金相组成、微观组织及力学性能的变化规律,同时通过轧制变形等工艺手段探究变形工艺参数对合金相组成、微观组织形貌和力学性能的影响机理。本文采用非自耗真空电弧炉熔炼制备具有不同Cr含量的Ti-20Zr-x Cr(x=2,4,6,8和10)合金。结果表明:随着Cr元素含量的添加,合金中具有体心立方结构(Body Centered Cubic structure,BCC)的β相衍射峰出现。当Cr元素的含量为2wt.%时,合金主要由α’马氏体相和少量的β相和ZrCr2相组成。随着Cr含量的增加,α’相衍射峰强度不断减小,β和ZrCr2相衍射峰强度增加,这意味着合金中的β相和ZrCr2相的相对含量逐渐增多,β相的稳定性逐渐增强。此外,在4Cr、6Cr和8Cr合金中检测出ω相衍射峰。当Cr含量为2wt.%时,合金的显微组织由针状马氏体α’组织组成,并且伴随着部分的β晶粒出现,随着Cr含量的增加,合金的显微组织中针状马氏体α’全部转变为较大的β晶粒。合金的屈服强度随着Cr元素含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,当Cr的含量为8wt.%时,屈服强度达到最大值,为754MPa,相比于Ti-20Zr合金的屈服强度(207MPa)提高27%。Ti-20Zr合金和Ti-20Zr-10Cr合金均呈现出良好的弹性变形能力。此外,随着Cr添加量的增加,合金的延伸率逐渐减小。对Ti-20Zr-2Cr(2Cr)合金进行1000℃,保温30min的固溶处理后,在变形温度为900℃下进行大塑性变形研究。结果表明:在轧制态下2Cr合金的相组成由α相、α’相、β相和ZrCr2相组成,随着轧制变形量的增加,合金中发生α’+β→α相转变。2Cr合金经过热轧制后可以看出针状的α’马氏体相附着在较粗的β晶界附近,随着变形量的增加,原始的β晶粒得到不同程度的破碎,晶内的α’马氏体相逐渐消失,转变成细条状结构α相在β晶体中呈现出网篮状组织,且在β晶内析出。当变形量为60%时,合金的抗拉强度和延伸率达到最大值,分别为716MPa和4%,随着变形量的增加,合金的抗拉强度和延伸率不断降低;当变形量为86%时,合金的抗拉强度和延伸率降为163MPa和1%,此时由于变形量较大,在合金样品中出现裂纹,从而导致合金的强度和塑性降低。随着变形量的增加,合金的硬度值都呈现出先增加后下降的趋势。当合金变形量为70%合金时,无论其垂直于轧制方向的硬度值(610HV0.2)还是平行于轧制方向的硬度值(523HV0.2)都达到最大。使用非自耗真空电弧炉熔炼制备Ti-20Zr-10Cr(10Cr)合金,并且对制备好的合金进行轧制变形处理。结果表明:10Cr合金在轧制过程中由β相、α’相和ZrCr2化合物相组成。10Cr合金的组织主要由原始β晶粒组成,随着变形量的增加,合金的原始β晶粒不断增大。随着热轧变形量的增加,10Cr合金的抗拉强度和屈服强度都是先上升后下降再上升。当合金的变形量为65%时,抗拉强度达到最大值713MPa,变形量为70%时,抗拉强度、屈服强度降到最低分别为426MPa和231MPa。
王宁宁[3](2020)在《TC11钛合金电子束熔丝增材复合制造应用研究》文中研究指明随着增材制造技术优势逐渐凸显,航天器的地面制造越来越多地使用这项技术。钛合金作为理想的航空航天材料,增材制造钛合金零部件已应用于空间站、深空探测、运载火箭、卫星等领域。为了解决大型钛合金结构件整体增材制造成本过高的问题,结合增材制造的快速成型和等材制造的高精度的优点,提出―锻造+增材‖的复合制造方法。以某大型TC11钛合金航天零件的制造为研究背景,对电子束熔丝增材复合制造TC11钛合金工艺及性能进行研究。从单道单层电子束熔丝增材工艺参数与成形系数的关系入手,通过正交试验和拟合非线性回归模式,研究工艺参数对成形系数的影响及耦合影响,得到优化成形系数下的工艺参数;观察单道单层熔覆金属的显微组织进行金相分析,其宏观组织表现为:粗大的柱状晶从熔池底部以外延方式生长,最终柱状晶与竖直方向成一定角度,微观组织演变过程:熔池区液态金属→β相→α′/α相;热影响区部分初生α相→β相→α′/α相。采用优化的工艺参数成形多道多层TC11钛合金熔覆体,通过金相分析、力学测试等测试分析技术对熔覆体内的组织和化学成分进行表征,发现熔覆体组织特征表现:宏观组织表现为粗大β柱状晶从熔池底部沿高度方向生长并贯穿多个熔覆层,熔覆金属微观组织为网篮组织,且α板条随熔覆高度的增加长宽比减小;经热处理后TC11钛合金复合制造试件组织得到改善,并且在熔覆体中下部出现近似双/三态组织,热处理后试件的强度、塑性、韧性均得到提高。测试多道多层TC11钛合金熔覆体的力学性能,并进行光谱分析和断口,界面处Al元素含量过高导致界面处塑性、韧性较差;不同工艺参数下熔覆体硬度和强度差别不大,塑性存在差异,且当束流为50 m A、80 m A时塑性低于锻件工业标准;电子束熔丝增材制造TC11钛合金熔覆体力学性能整体呈现强度高、塑性偏低的特点,在束流20 m A,运动速度180 mm?min-1,送丝速度15 mm?s-1,椭圆扫描模式参数情况下电子束熔丝复合增材制造得到的试件各部位三个方向的强塑性均达到锻件工业标准,满足生产要求。按照实验优化―锻造+增材制造‖TC11钛合金复合制造方案制造得到的实际产品的缩比件各部位满足以下指标:拉伸强度≥1030 MPa、屈服强度≥885 MPa、断后生成率≥8%、断面收缩率≥23%、冲击韧性≥29.5 J?cm-2、320 HBW≤硬度≤370 HBW,达到GJB 2744A-2007规定的钛合金锻件性能指标,按此工艺方案生产的零件超声波探伤合格、满足水压试验要求。
刘曙光[4](2019)在《新型TiZrAlB合金的强韧化及腐蚀行为研究》文中认为钛(Ti)与Ti合金具有诸多优异的理化特性,如密度低、比强度高及良好的抗腐蚀能力等,在各类高端领域及日常生活中已得到广泛应用。尤其是在海洋工程与船舶制造行业中,得益于钛合金兼具优异的力学性能与抗腐蚀能力,因此展现出广阔的应用前景。然而传统Ti合金已经很难满足当下日益恶劣的服役环境所提出的苛刻要求。基于海洋用结构材料的性能指标及现有研究结果,合金元素锆(Zr)可以通过合金化的方式显着提升与改善Ti合金的多方面性能。本文以α型TiZrAlB合金为研究对象,通过优化合金成分、调节变形及热处理工艺,开发了新型TiZrAlB合金体系,研究了合金的强韧化机制,揭示了合金中微观组织结构与强韧化及腐蚀行为之间的关联性,促进了新型高强耐蚀结构材料研究工作的发展。在实验室研究阶段,利用真空非自耗电弧炉制备得到一系列成分不同的TiZrAlB合金铸锭。研究发现,Zr的添加使铸态组织得到细化,合金的强度、硬度在固溶强化作用下随Zr含量的增加而增加,而塑性略有下降。经930℃轧制淬火后,部分合金组织中的α相板条晶发生了严重的弯曲与扭折,其余合金中则显示为针状的α′马氏体组织,且强度随组织的细化得到提升,当Zr含量达到40 wt%时,合金展现出本文中最高的屈服强度(1388MPa)、极限抗拉强度(1535MPa)与显微硬度(442HV),同时还保有6.06%的断后延伸率。相比基体合金,强度提升显着。除此之外,与相同成分的铸态合金相比,轧制态合金在塑性几乎不变的情况下,强度大幅得到大幅提升。在工作的中试阶段采用工业化制备手段为优选的Ti-40Zr-4Al-0.005B(质量比)合金设计了不同工艺的加工变形及热处理。实验结果表明,合金片层组织随轧制温度的升高而逐渐细化,同时原始β相晶界密度随之下降,轧制温度为840℃时,淬火的合金试样显示出最高的强度(?0.2=1121MPa,?b=1387MPa),空冷的合金试样由于组织得到回复塑性提升明显。合金在840℃以1×10-3s-1的应变速率进行热模拟实验,合金中检测到了少量β相,该亚稳相的存在是由于在应力载荷下合金组织中位错数量不断增加,为Zr、Al两元素提供了有效的扩散通道,并且环境温度较高、应变速率较慢使合金元素产生偏聚的孕育时间得以保证,同时在合金元素富集区,Zr元素的增加降低了合金相变温度Al元素的增加抑制了马氏体相变的发生,使得合金中保留下少量的β相。另外,合金在冷轧变形后α相板条的生长方向逐渐平行于轧制方向,而晶粒尺寸变化幅度不明显。840℃轧制后的Ti-40Zr-4Al-0.005B合金经不同退火工艺后显示出了丰富的显微组织形貌。根据各类型组织的性能特征及组织与性能间的Hall-Petch关系,细晶网篮组织表现出高强度低塑性的特点,双态组织表现出较为优异综合力学性能,而球化组织则具备适中的强度和较高的塑性,并且合金强度随组织的细化而提升。一系列TiZrAlB合金的全浸与腐蚀失重实验结果显示,合金的腐蚀失重随Zr含量的增加而减小,耐蚀性总体上随Zr含量增加而增强,并且相同成分不同显微组织的铸态与轧制态合金耐蚀性相差不大,合金耐蚀性主要受Zr含量影响。研究发现,虽然Zr元素的添加会使合金腐蚀后出现点蚀的几率增大,但是Zr含量的增加可有效促进合金钝化行为的发生,有利于钝化膜的生成。此外,文中还根据实验内容与结果讨论了TiZrAlB合金的强化机制与腐蚀行为,丰富了钛锆基合金的相关研究,为新型TiZrAlB合金的应用提供了理论基础。
艾小英[5](2018)在《Ti-20Zr-6.5Al-4V合金双辉等离子渗氮及性能研究》文中研究说明钛及其合金由于具有比强度高、耐蚀性好、密度低等一系列优良性能,在医药、化工、能源、航空、航天等领域得到极其广泛的应用。但钛合金硬度低、耐磨性差的缺点限制了其更广泛的应用范围。本实验采用双辉等离子无氢渗氮技术对钛合金进行渗氮处理,在钛合金表面获得具有一定厚度的氮化层,对渗氮层的耐磨性及耐蚀性进行研究。通过实验得到该钛合金渗氮的最佳工艺参数为:源极电压940V970V、阴极电压在610V640V、渗氮温度850℃、工作气压120Pa、保温时间5h、极间距15mm左右,在该工艺参数下得到的渗氮层厚度在23μm左右。经过XRD、SEM检测分析发现,该渗氮层主要强化相为TiN、ZrN、Ti2N等氮化物,正是由于多种氮化物的存在,使钛合金表面硬度达到1000HV。摩擦磨损实验结果表明,磨损率由渗氮前的9.947×10-7g/N·m降低到渗氮后的3.183×10-7g/N·m;渗氮前磨痕形貌表现为严重的犁沟、塑性流变并出现微裂纹,而渗氮后渗氮层表面表现为轻微刮划;磨损机制由渗氮前严重的磨粒磨损及黏着磨损,变为渗氮处理后的轻微刮划及磨粒磨损。实验结果表明:经过双辉等离子渗氮之后合金的耐磨性得到显着提高。对Ti-20Zr-6.5Al-4V合金渗氮前后的耐蚀性主要通过电化学、浸泡失重实验进行表征。电化学腐蚀实验是在质量分数分别为3.5%的NaCl溶液、5%的HCl溶液、10%的H2SO4溶液中进行。实验结果表明:在电化学实验中,渗氮层在以上三种溶液中耐蚀性得到不同程度的提高,在NaCl溶液中自腐蚀电流由渗氮前的6.390×10-6A/cm2降低到渗氮后的1.395×10-66 A/cm2;在HCl溶液中自腐蚀电流由渗氮前的1.146×10-55 A/cm2降低到渗氮后的5.278×10-77 A/cm2;在H2SO4溶液中两者的自腐蚀电流相差不大,但自腐蚀电位由渗氮前-0.473 V降低到渗氮后-0.278 V;浸泡失重实验在质量分数为20%的HCl溶液中进行,渗氮层浸泡后表面形貌没有明显变化,而未渗氮试样表面表现为严重的均匀腐蚀,浸泡失重由渗氮前的9.5308 mg/cm2降低到渗氮后0.1592 mg/cm2。Ti-20Zr-6.5Al-4V合金经过双辉等离子渗氮之后耐蚀性得到提高。
孙璐[6](2018)在《TC4合金在两种介质下的微动腐蚀特性研究》文中研究说明钛合金具有优良性能,因此在众多领域应用十分广泛,但它也极易发生磨损和粘着,在长期的服役中极易导致结构件失效带来严重安全隐患和经济损失,因此有必要进行钛合金的微动摩擦特性研究。本文选取研制最早、工艺最成熟、应用最广泛、老牌合金TC4(Ti-6Al-4V)合金,根据微动磨损领域现有研究理论,基于典型微动摩擦磨损试验,探讨不同法向载荷、摩擦配副及介质环境下TC4合金的微动腐蚀特性。主要研究成果如下:1.随着法向载荷的增加,TC4合金的摩擦系数也随之增加;Al2O3/TC4的摩擦系数曲线相比GCr15/TC4和Si3N4/TC4的摩擦系数曲线波动比较大;在3.5%NaCl溶液和蒸馏水中GCr15/TC4的摩擦系数曲线均大于Si3N4/TC4;摩擦系数值排序:μAir>μ3.5%NaCl>μDistilled water。2.采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对磨痕形貌进行分析。在3.5%NaCl溶液中,GCr15/TC4的磨损机理主要为粘着磨损,Si3N4/TC4时磨损机理主要表现为脆性剥落,均伴随有腐蚀磨损;在蒸馏水中,GCr15/TC4和Si3N4/TC4的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳脱落;不同介质、摩擦配副对应不同的表面形貌损伤,这与摩擦副磨合及磨屑的成分有关,但大致是以相对运动方向为长轴的椭圆并呈现流沙冲刷型。3.采用三维轮廓仪对磨痕形貌进行分析,以磨损体积和磨损率作为衡量磨损性能的指标。位移幅值一定时,不同摩擦副的磨损体积和磨损率均随载荷的增加而增大。在3.5%NaCl溶液中,Si3N4/TC4的磨损率和磨损体积均比GCr15/TC4的大,GCr15/TC4耐磨性能优于Si3N4/TC4,GCr15球在3.5%NaCl溶液中作摩擦副材料时TC4合金耐磨性能最好;在蒸馏水中,Si3N4/TC4耐磨性能优于GCr15/TC4,Si3N4球作摩擦副材料时TC4合金耐磨性能最好。4.定量分析两种介质环境下腐蚀和磨损的交互作用。在蒸馏水中,腐蚀和磨损的交互作用比率γ均为负值且占比非常轻微,蒸馏水只起润滑的作用,机械磨损造成TC4合金的材料流失;在3.5%NaCl溶液中,当摩擦副为GCr15/TC4时,γ是负值且占比比较少,机械磨损造成TC4合金材料的流失;当摩擦副为Si3N4/TC4时,γ是正值且占比约90%,即腐蚀和磨损的交互作用显着加速了TC4合金的材料流失。说明机械磨损是造成TC4合金损伤的控制因素,腐蚀和磨损的交互作用则是主要因素,而且其显着性会受溶液的PH值的影响。
罗贤晖[7](2018)在《熔炼法制备混杂增强钛基复合材料的微观组织及力学性能》文中研究表明非连续增强钛基复合材料具有比钛合金更高的比强度和比刚度,是材料领域最受关注的焦点之一。混杂强化可以兼顾两种或者两种以上增强体的物理/力学特点,使之起到相互促进、相互弥补的作用。多元增强体之间存在的混杂效应可以显着改善单一增强材料的某些性能。本课题以纯钛作为基体,组合添加镧粉、二硼化钛粉、石墨粉,采用真空自耗熔炼-热加工-热处理制备了La2O3/Ti、(TiB+La2O3)/Ti、(TiC+La2O3)/Ti和(TiB+TiC+La2O3)/Ti复合材料。观察了锻造前后的纯钛及钛基复合材料的物相组成、基体组织和增强体的形貌特征。测试了锻造前后材料的维氏硬度,并建立硬度理论模型揭示不同增强体对材料维氏硬度的影响规律。基于锻造态材料的室温及高温拉伸性能,观察断口形貌和断口附近纵截面分析复合材料在室温及高温拉伸过程中的断裂机理。研究不同增强体间的耦合作用对复合材料力学性能的影响规律。得到的主要结论有:(1)铸造态钛基复合材料基体均为粗大的α组织。其中,La2O3增强体呈短纤维状(初生相)和弥散分布质点(二次析出相);TiB增强体呈短纤维状,随机分布;TiC增强体呈树枝晶状(初生相)和等轴状(共晶相和二次析出相)两种形貌。锻造态纯钛是由等轴α组织构成,复合材料基体则是由变形α组织构成。(2)生成硬质相增强体和元素添加引起的固溶强化作用引起铸造态复合材料硬度增加。热锻可以改善材料的基体组织,消除部分铸造缺陷。增强体对复合材料基体变形时位错运动的阻碍作用,导致基体中的位错密度较单一金属变形时要高,提高了热锻后复合材料硬度。(3)纯钛、La2O3/Ti、(TiB+La2O3)/Ti、(TiC+La2O3)/Ti和(TiB+TiC+La2O3)/Ti复合材料的抗拉强度分别是334 MPa、625 MPa、840 MPa、834 MPa和868 MPa,断后伸长率分别是35.4%、21.5%、8.4%、2.0%和1.1%。纯钛、La2O3/Ti和(TiB+La2O3)/Ti的室温拉伸断裂方式是韧性断裂,(TiC+La2O3)/Ti和(TiB+TiC+La2O3)/Ti的室温拉伸断裂方式是脆性断裂。上述复合材料室温强化机理有:增强体的承载作用,La2O3颗粒弥散强化作用以及基体氧含量的降低。其室温下的失效原因是增强体的承载断裂。(4)高温时屈服强度和抗拉强度按照从大到小的顺序是:(TiB+TiC+La2O3)/Ti>(TiC+La2O3)/Ti>(TiB+La2O3)/Ti>La2O3/Ti>纯钛。同一种材料的屈服强度和抗拉强度较室温均有较大幅下降。随着温度升高,材料的抗拉强度呈现近似线性降低。材料高温拉伸断裂方式是韧性断裂,断口中均存在大量韧窝。复合材料在300℃拉伸过程断裂失效原因各有不同。
刘桐[8](2017)在《激光立体成形Ti-V-15Cr系合金微观组织演化及性能》文中研究说明激光立体成形技术兼顾精确成形和性能成性的需求,在设计新型钛合金和工程实践中应用广泛。Ti-V-Cr系阻燃钛合金具有较优良的机械性能和阻燃性能,是目前较成熟的航空发动机用阻燃钛合金材料。本研究以纯Ti、纯V和纯Cr的混合元素粉末为原料,使用高吸收率的半导体激光器和连续快轴流CO2激光器成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金,针对其组织演化规律以及部分性能展开研究,取得的主要研究成果如下:1.以混合元素粉末为原料激光立体成形制备的试样符合预期成分配比,未出现宏观成分偏析;物相分析的结果显示,Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金由体心立方单相β组成,无第二相析出。针对半导体激光束成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的凝固组织展开研究,结果表明,V元素含量的增加对合金凝固组织形态未产生显着影响,晶粒平均尺寸逐渐减小,Ti-V-15Cr合金的凝固组织均是由竹节状的柱状晶或类等轴晶组成,顶部皆由细小等轴晶层组成,随着V含量的增加,顶部等轴晶厚度逐渐减小。2.基于多元合金凝固柱状晶/等轴晶转变(Columnar to equiaxed transition,CET)模型以及激光沉积过程熔池凝固条件分析,揭示激光立体成形Ti-V-15Cr合金凝固组织形成机理。结果表明,Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金中,V含量的增加对CET转变临界条件的影响极小,凝固条件一定时,V元素含量的增加不会对合金凝固组织形态产生显着影响,因而半导体激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金中,V元素由20wt%增加至35wt%,合金凝固组织形态未产生明显变化,理论分析与实验观察结果一致。此外,研究发现,熔池凝固条件是影响激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金凝固组织形态的关键。基于以上分析,选择典型成分合金Ti-35V-15Cr,采用CO2激光器激光沉积制备合金试样,以显着改变熔池凝固条件。结果表明,在采用CO2激光束,且对沉积工艺进行合理设计的条件下,得到由全?柱状晶组成的Ti-35V-15Cr合金试样。表明激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的凝固组织具有较高的可控性,通过合理设计控制工艺,能够实现合金凝固组织调控。3.在组织演化规律研究的基础上,对激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金及其不同区域进行了纳米压痕、显微硬度测试以及阻燃性能测试,结果表明:在相同的工艺条件下,随着V元素含量的增加,Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金在最大载荷时的平均硬度逐渐增加;此外,观察Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的硬度-位移曲线可以发现,自沉积层的底部到顶部,各合金的硬度与弹性模量都呈逐渐增加的趋势,而位移则逐渐减小。在阻燃性能方面,随着V元素含量的增加,合金燃烧的速率逐渐降低,激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的阻燃性能逐渐增强。
胡慧茹[9](2017)在《TiH2-Al-V粉末体系真空烧结中氢化物分解的热力学行为及相的分析》文中研究说明钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐高温、耐蚀性好、良好的生物惰性和机械性能等优异的综合性能,已经广泛应用在航空航天、石油化工、医疗、汽车、体育等领域。然而钛及钛合金生产成本高、加工周期长等特点制约了它的大规模应用,寻找简便的钛合金制备工艺,降低钛材成本,成为国内外钛材研究的热点之一。粉末冶金法具有近净成形、工艺流程短的优点,是制造低成本、高性能钛合金的理想工艺。本课题选择Ti-6Al-4V合金体系,采用TiH2为原料,以粉末冶金法制备钛合金。本研究通过对氢化钛的脱氢行为进行热分析及热力学研究,并将TiH2和TiH2-Al-V压坯分别在400℃、500℃、600℃、750℃和1200℃温度下进行烧结脱氢,对得到的不饱和氢化钛(TiHx)进行物相分析;对不同烧结温度下样品的致密化和收缩率进行分析,并探究了 1200℃烧结得到Ti-6Al-4V合金的组织形貌及氢含量。经研究得到以下结论:通过热力学计算,得出在本研究高温高真空非平衡状态下,氢化钛脱氢的热力学吉布斯自由能计算公式AGT。经计算可知,当温度为300℃C,炉内氢分压小于7.432×10-2pa时,脱氢反应便可顺利进行。随着温度升高,反应开始所需真空度越来越低,随炉内氢分压的增大,TiH2脱氢反应所需的温度越来越低。热分析检测结果表明:氩气气氛下,TiH2-Al-V中TiH2在400℃开始分解,440~530℃大量分解,660℃左右停止分解结束;Al-V合金的加入不改变氢化钛的脱氢质量,但降低了整个过程脱氢的温度,减缓了氢化钛的脱氢速率,延长了整个脱氢过程的温度跨度。TiH2分解是个多级反应,分解过程中的不饱和氢化钛TiHx存在多种形式。实际真空烧结实验表明:氢化钛在300℃开始脱氢,400~420℃开始大量脱氢,600℃左右脱氢基本结束,真空烧结时炉内温度和氢分压的关系与理论TiH2分解的热力学计算结果基本相符;氢化钛在真空条件下的脱氢开始温度和结束温度均比在氩气气氛中要低。XRD物相分析结果表明:本研究所用原料TiH2粉的主要成分为TiH1 924。经400℃烧结后,TiH1.924脱氢转变为TiH1.5和少量α-Ti;经500℃烧结后TiH1.924消失,α-Ti成为主相,TiH1.5继续脱氢分解为的TiH;经600℃烧结后TiH1.5消失,只剩余少量的TiH;经750℃烧结后TiH相消失,脱氢分解为TiH0.71;经1200℃C烧结后TiH0.71消失,最终氢化钛烧结脱氢生成α-Ti相。烧结TiH2-Al-V样品的XRD物相分析结果表明:750℃之前,TiH2-Al-V样品中氢化钛的烧结脱氢过程与烧结TiH2样品中氢化钛的脱氢过程相同,而750℃之后,烧结TiH2-Al-V样品中开始有β相的Ti生成。而铝钒合金未烧结前、400℃和500℃烧结后,相成分为Al3V;经600℃烧结后,为A13V和V5A18,合金中Al的质量分数在减少,说明Al作为钛合金的αα相稳定剂,开始向新生成的α-Ti中固溶;经750℃烧结后Al3V和V5Al8消失,出现了新相A16V,铝钒合金中V的质量分数在减少,说明V作为钛合金的β相稳定剂,开始向新生成的Ti中固溶,发生钛合金α相向β相的转变,开始形成β-Ti。Al、V在烧结过程中固溶到α-Ti中形成置换固溶体,导致α-Ti相XRD峰的偏移和宽化。1200℃烧结得到的Ti-6Al-4V为α+β相钛合金,金相组织为典型网篮组织。合金组织中有α-Ti的孪晶存在,孪晶晶界在显微镜下呈直线,是无畸变的完全共格孪晶。能谱分析结果表明:1200℃烧结得到的合金各成分质量分数与Ti-6Al-4V合金成分相符。1200℃烧结后,合金中Ti、Al元素的分布相对较为均匀,而V元素在α/β相界处存在明显的富集,表明V元素是β相稳定元素。除400℃烧结后样品纵向尺寸增大,发生了轻微膨胀外,样品的尺寸随烧结温度的升高而减小,收缩率随烧结温度的升高而增大;1200℃烧结得到的Ti-6Al-4V合金径向收缩率为-13.92%和纵向收缩率为-14.74%均比纯钛的收缩率大。1200℃烧结后纯钛的相对密度达98%以上,氢含量为30ppm;Ti-6Al-4V的相对密度达99.7%以上,已达致密化,氢含量为18ppm,低于国家标准。
王文涛[10](2017)在《钛合金波纹夹芯结构制备及力学性能研究》文中提出钛合金波纹夹芯结构具有质量轻、高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、吸能能力强以及潜在的多功能性等优点而广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑等领域,并被视为可重复使用空天飞行器新型防隔热/承力一体化热防护系统的结构框架。其隔热功能主要通过填充在波纹夹芯空隙内的隔热材料实现,而钛合金波纹夹芯结构在兼顾隔热的同时主要负责承担载荷,因而对其承力性能的研究尤为重要。本文针对空天飞行器新型防隔热/承力一体化热防护系统结构框架用钛合金波纹夹芯结构,对其制备工艺及力学性能展开相关研究。首先利用有限元模拟手段对夹芯层制备工艺进行研究,并对面板和夹芯层之间的钎焊连接工艺进行优化;其次,通过解析法和有限元法对正弦形波纹夹芯结构的等效弹性常数进行了计算;再次对钛合金波纹夹芯结构的静态力学性能进行评价,重点探究了波纹夹芯层数和排布方向对静态力学行为的影响;最后对钛合金波纹夹芯结构的高速和低速冲击性能开展研究,并探索了高应变速率和低速冲击速度对不同波纹夹芯结构动态力学行为的影响规律。得到的主要结论如下:1)通过有限元模拟手段研究并比较气压成形以及辊轧工艺制备波纹夹芯层的优缺点,在主要考虑波纹夹芯壁厚均匀性及减薄率的情况下,确定以辊轧方式制备波纹夹芯层;在确定钎焊温度为870℃之后,选取钎焊时间分别为5、10、20和30min,结果表明钎焊时间对显微硬度影响不大,但钎焊时间过短,接头中存在脆性层,剪切时失效方式为脱焊,保温时间过长会引起夹芯材料组织粗化,剪切时失效方式为夹芯材料断裂,保温时间为10和20min时,既可以消除钎焊接头中间的脆性相,又可以避免母材组织过度粗化,波纹夹芯结构可以获得合适的强度和塑性匹配。2)通过解析法和有限元法获得了钛合金波纹夹芯结构等效剪切模量Gxz、Gyz、Gxy,等效弹性模量Ex、Ey以及密度ρeq的解析表达式;获得了波纹夹芯材料厚度、波纹夹芯高度和波纹夹芯波长对上述等效剪切模量、等效弹性模量以及密度的影响规律,并将解析法和有限元法的结果进行了比较,两者具有较高的吻合度。分别利用解析法和有限元法获得的结果建立钛合金波纹夹芯结构三点弯曲等效模型,同时建立钛合金波纹夹芯结构全尺寸有限元模型,三者获得的钛合金波纹夹芯结构弯曲刚度结果比较接近,验证了等效理论的合理性和准确性。3)对于平面压缩,通过试验手段获得了波纹夹芯层数和排布方向对波纹夹芯结构压缩性能和失效过程的影响规律;在有限元模型中引入初始缺陷因子,获得的具有不同波纹夹芯层数和排布方向的波纹夹芯结构压缩载荷-位移曲线和波纹夹芯结构失效过程均与试验结果相吻合。对于面内剪切,首先通过有限元模拟获得了钛合金波纹夹芯结构在MD方向和CD方向的剪切失效过程;其次MD方向剪切试验结果表明失效方式与有限元模拟结果相近,但是载荷-位移曲线相差较大,CD方向剪切试验结果无论在失效方式还是载荷-位移曲线均与有限元模拟结果相差较大,即使在有限元模型中引入初始缺陷因子仍无法获得与试验相接近的结果。对于三点弯曲性能,首先利用有限元手段发现跨距对MD方向三点弯曲的剪切效应影响明显,而CD方向三点弯曲剪切效应可以忽略不计;其次通过试验获得了面板厚度、波纹夹芯层数和排布方向对波纹夹芯结构三点弯曲性能影响规律;最后通过有限元模拟手段揭示了面板厚度、波纹夹芯材料厚度以及夹芯层波长波高比对钛合金波纹夹芯结构最大抗弯刚度的影响规律。4)具有不同波纹夹芯层数和排布方向的六种波纹夹芯结构在四个高应变速率下霍普金森冲击试验结果表明其压缩应力-应变行为具有明显的应变率效应;建立六种结构应力-应变曲的Perzyna经验本构模型,评估了模型的离散度及预测精度;发现了MD/CD和MD/CD/MD两种结构应力-应变曲线的应变率效应不满足Johnson-Cook本构模型;在相同冲击速度下,相邻两层波纹夹芯呈垂直方向排列要比呈相同方向排列的波纹夹芯结构单位体积吸能能力强。其次对MD/CD和MD/CD/MD两种结构进行2、4、6m/s三个速度下的落锤冲击试验,获得了峰值力和能量吸收情况。最后对MD、MD/CD和MD/CD/MD三种结构进行26m/s共五种冲击速度下的落锤冲击试验进行有限元模拟,获得了不同结构在不同速度下的能量吸收效率及波纹夹芯结构各部分的能量吸收状况;计算和有限元模拟结果在峰值力上有一些差距,这是由于计算模型未考虑应变强化效应引起的,而在最大位移上,两者结果比较接近;试验结果和有限元模拟结果在峰值冲击力上有明显差别,但在能量吸收方面结果差距不大。
二、新型钛及钛合金牌号的发展和命名(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型钛及钛合金牌号的发展和命名(论文提纲范文)
(1)TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 切削加工参数对表面形貌的影响研究 |
1.2.2 疲劳性能研究 |
1.2.3 切削参数对疲劳寿命的影响研究 |
1.3 本课题主要研究内容 |
第2章 切削试验与高周疲劳试验 |
2.1 切削试验材料 |
2.2 车削试验 |
2.2.1 车削试验设备 |
2.2.2 车削试验参数 |
2.3 已加工表面粗糙度及表面三维形貌测量试验 |
2.3.1 表面粗糙度测量 |
2.3.2 表面三维形貌观察 |
2.3.3 表面三维形貌测量 |
2.4 高周疲劳试验 |
2.5 疲劳断口观察诊断试验 |
第3章 钛合金Ti-6Al-4V切削过程表面形貌特性 |
3.1 车削加工参数对已加工表面粗糙度的影响 |
3.1.1 随切削速度变化粗糙度测试 |
3.1.2 随进给量变化粗糙度测试 |
3.1.3 随背吃刀量变化粗糙度测试 |
3.2 车削进给量对已加工表面形貌的影响 |
3.3 已加工表面形貌变化特性分析 |
3.3.1 进给量对表面几何参数的影响分析 |
3.3.2 进给量对表面几何参数变化率分析 |
3.3.3 已加工表面缺陷分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 切削参数对钛合金Ti-6Al-4V高周疲劳性能的影响 |
4.1 钛合金Ti-6Al-4V疲劳曲线分析 |
4.2 疲劳断口宏观形貌特性 |
4.3 疲劳断口微观形貌特性 |
4.3.1 疲劳源区微观形貌分析 |
4.3.2 疲劳裂纹扩展区微观形貌分析 |
4.3.3 疲劳裂纹扩展区与瞬断区交界处微观形貌分析 |
4.3.4 疲劳瞬断区微观形貌分析 |
4.4 疲劳断口能谱分析 |
4.4.1 疲劳源区能谱分析 |
4.4.2 疲劳裂纹扩展区能谱分析 |
4.4.3 疲劳瞬断区能谱分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 切削参数对钛合金Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响规律分析 |
5.1 表面形貌对疲劳寿命的影响 |
5.2 应力集中系数 |
5.2.1 理论应力集中系数K_t |
5.2.2 有效应力集中系数K_f |
5.3 切削参数对疲劳寿命的影响 |
5.3.1 Peterson模型建立过程 |
5.3.2 切削参数对疲劳寿命的影响规律 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(2)新型Ti-20Zr-xCr合金显微组织与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 钛合金与锆合金的发展与应用 |
1.2.1 钛与钛合金的发展 |
1.2.2 钛与钛合金的应用 |
1.2.3 锆与锆合金的发展 |
1.2.4 锆与锆合金的应用 |
1.3 钛合金的熔炼和加工技术 |
1.3.1 钛合金的制备 |
1.3.2 钛合金的加工技术 |
1.4 钛合金的相变及显微组织 |
1.4.1 钛合金的相变 |
1.4.2 合金元素对Ti的影响 |
1.4.3 Ti合金的微观组织特征 |
1.5 钛合金的强韧化与变形机制 |
1.5.1 钛合金的强韧化 |
1.5.2 钛合金的成分设计理论 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 Ti-Zr基合金的制备、表征及性能测试方法 |
2.1 Ti基合金的制备方法 |
2.2 变形方法及工艺 |
2.3 合金的热处理设备和方法 |
2.4 Ti合金的相结构和微观组织测试 |
2.4.1 物相结构分析 |
2.4.2 合金的金相组织观察 |
2.4.3 SEM观察 |
2.5 力学性能的测试 |
2.5.1 压缩、拉伸实验测试 |
2.5.2 维氏硬度测试 |
第3章 TiZr基合金的成分设计及组织性能演变 |
3.1 引言 |
3.2 合金元素的选择 |
3.3 合金含量的设计 |
3.4 TiZr基合金的成分设计及组织性能 |
3.4.1 相组成分析 |
3.4.2 微观组织 |
3.4.3 力学性能分析 |
3.4.4 断口形貌分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 热轧态Ti-20Zr-2Cr三元合金力学性能与组织演变 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法与过程 |
4.3 不同热轧变形量对2Cr合金显微组织和力学性能的影响 |
4.3.1 相组成分析 |
4.3.2 微观组织结构 |
4.3.3 力学性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 热轧态Ti-20Zr-10Cr三元合金力学性能与组织演变 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法与过程 |
5.3 不同热轧变形量对10Cr合金显微组织和力学性能的影响 |
5.3.1 相组成分析 |
5.3.2 微观组织形貌分析 |
5.3.3 力学性能分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)TC11钛合金电子束熔丝增材复合制造应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 EBF~3技术研究现状 |
1.2.1 原理及特点 |
1.2.2 EBF~3设备发展现状 |
1.2.3 EBF~3材料发展现状 |
1.3 EBF~3钛合金研究与应用 |
1.3.1 钛合金的特性及分类 |
1.3.2 EBF~3钛合金工艺研究 |
1.3.3 热处理对EBF~3钛合金性能影响的研究 |
1.3.4 EBF~3钛合金在航空航天领域的应用 |
1.4 选题背景与意义 |
1.5 本文的研究内容及目标 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究目标 |
2 试验材料、设备和方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 EBF~3设备 |
2.2.2 金相观察试验 |
2.2.3 热处理试验 |
2.2.4 机械性能测试 |
2.2.5 扫描电子显微镜 |
2.2.6 光谱分析 |
2.3 EBF~3复合制造试验流程 |
2.3.1 单道单层熔覆层成形 |
2.3.2 多层多道熔覆体工艺 |
2.3.3 热处理工艺制定 |
2.3.4 EBF~3复合制造TC11钛合金试件 |
2.3.5 工艺应用验证 |
2.4 本章小结 |
3 单道单层EBF~3复合制造工艺研究 |
3.1 单道单层EBF~3熔覆层工艺研究 |
3.1.1 正交试验设计 |
3.1.2 工艺参数对成形系数的影响 |
3.1.3 极差分析 |
3.2 单道单层熔覆层成形尺寸回归分析 |
3.2.1 回归拟和 |
3.2.2 耦合影响 |
3.3 组织特征及演变分析 |
3.4 EBF~3复合制造工艺优化 |
3.4.1 工艺参数优化 |
3.4.2 锻件基体预热 |
3.5 本章小结 |
4 EBF~3复合制造TC11钛合金组织及性能研究 |
4.1 多道多层EBF~3熔覆体特征 |
4.1.1 熔覆体成形形貌 |
4.1.2 熔覆体微观组织 |
4.1.3 显微硬度 |
4.2 工艺参数对熔覆体力学性能影响 |
4.2.1 显微硬度对比分析 |
4.2.2 化学成分分析 |
4.2.3 拉伸性能比较 |
4.2.4 拉伸断口分析 |
4.2.5 冲击韧性比较 |
4.2.6 冲击断口分析 |
4.3 热处理对EBF~3复合制造TC11钛合金的影响 |
4.3.1 热处理工艺制定 |
4.3.2 热处理后的金相组织 |
4.3.3 力学性能比较 |
4.4 EBF~3复合制造TC11钛合金试件性能 |
4.5 本章小结 |
5 工艺应用验证研究 |
5.1 缩比件成形 |
5.1.1 缩比件三维模型 |
5.1.2 EBF~3复合制造方案设计 |
5.1.3 EBF~3成形过程 |
5.1.4 成形后热处理 |
5.2 试验结果 |
5.2.1 缩比件显微组织 |
5.2.2 化学成分分析 |
5.2.3 力学性能测试 |
5.3 检验与测试 |
5.3.1 超声波检测 |
5.3.2 水压试验 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点与贡献点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
(4)新型TiZrAlB合金的强韧化及腐蚀行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 Ti与 Ti合金的发展 |
1.2.1 金属Ti的特点 |
1.2.2 传统Ti合金 |
1.2.3 新型Ti合金 |
1.3 Ti合金的制备技术 |
1.3.1 Ti合金的熔炼技术 |
1.3.2 Ti合金的成型及加工技术 |
1.4 Ti合金的相变及显微组织特征 |
1.4.1 Ti合金的相变 |
1.4.2 Ti合金的显微组织特征 |
1.5 Ti合金的力学性能及强韧化机制 |
1.5.1 Zr元素在Ti合金中的作用 |
1.5.2 Ti合金的强化处理手段 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 TiZrAlB合金的制备、表征及性能测试方法 |
2.1 合金的制备方法 |
2.2 变形方法及工艺 |
2.2.1 热轧工艺 |
2.2.2 冷轧工艺 |
2.3 热处理设备及方法 |
2.4 合金结构与微观组织的测试方法及分析 |
2.4.1 DSC热物性分析 |
2.4.2 X射线衍射分析 |
2.4.3 OM组织观察 |
2.4.4 SEM观察及EDS、EBSD分析 |
2.4.5 TEM组织观察 |
2.5 合金力学性能测试方法 |
2.5.1 室温拉伸性能测试 |
2.5.2 维氏硬度测试 |
2.6 合金腐蚀性能测试方法 |
2.6.1 浸泡与盐雾测试 |
2.6.2 电化学测试 |
第3章 TiZrAlB合金的组织与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 实验方法 |
3.2.2 理论计算方法 |
3.3 铸态TiZrAlB合金的组织结构与力学性能 |
3.3.1 相组成及结构分析 |
3.3.2 显微组织分析 |
3.3.3 力学性能分析 |
3.3.4 断口分析 |
3.4 轧制态TiZrAlB合金的组织结构与力学性能 |
3.4.1 相组成及结构分析 |
3.4.2 显微组织分析 |
3.4.3 力学性能分析 |
3.4.4 断口分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 变形工艺对T40ZAB合金的显微组织及力学性能影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.3 热轧温度对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
4.3.1 相组成及结构分析 |
4.3.2 显微组织分析 |
4.3.3 力学性能分析 |
4.3.4 断口分析 |
4.4 冷却方式对轧后T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
4.4.1 相组成及结构分析 |
4.4.2 显微组织分析 |
4.4.3 力学性能分析 |
4.4.4 断口分析 |
4.5 应变速率对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
4.5.1 相组成及其形成机制 |
4.5.2 显微组织与力学性能分析 |
4.6 冷变形对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
4.6.1 显微组织结构及力学性能分析 |
4.6.2 变形行为分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 热处理工艺对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.3 退火理温度对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
5.3.1 相组成及结构分析 |
5.3.2 显微组织分析 |
5.3.3 力学性能分析 |
5.3.4 断口分析 |
5.4 退火时间对T40ZAB合金的组织及力学性能影响 |
5.4.1 相组成及结构分析 |
5.4.2 显微组织分析 |
5.4.3 力学性能分析 |
5.4.4 断口分析 |
5.5 退火态T40ZAB合金的显微组织调控 |
5.5.1 退火组织的形成机制 |
5.5.2 组织与力学性能之间的关系 |
5.6 新型TiZrAlB合金的强化机制分析 |
5.6.1 固溶强化 |
5.6.2 细晶强化 |
5.6.3 位错强化 |
5.7 本章小结 |
第6章 新型TiZrAlB合金的腐蚀行为 |
6.1 引言 |
6.2 铸态TiZrAlB合金的腐蚀行为 |
6.2.1 腐蚀失重分析 |
6.2.2 腐蚀电化学分析 |
6.3 轧制态TiZrAlB合金的腐蚀行为 |
6.3.1 腐蚀失重分析 |
6.3.2 腐蚀电化学分析 |
6.4 TiZrAlB合金的腐蚀行为分析 |
6.4.1 合金的钝化行为 |
6.4.2 点蚀的产生机制 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)Ti-20Zr-6.5Al-4V合金双辉等离子渗氮及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 表面工程技术 |
1.2.1 表面工程技术概论 |
1.2.2 金属材料表面处理技术 |
1.3 钛合金、锆合金及其应用发展现状 |
1.3.1 钛合金的分类 |
1.3.2 钛合金的应用 |
1.3.3 锆合金及应用发展 |
1.3.4 钛锆合金的氢脆 |
1.4 钛锆合金磨损概论及其表面改性技术 |
1.4.1 摩擦磨损的原理及分类 |
1.4.2 钛锆合金摩擦磨损概论 |
1.4.3 钛锆合金表面改性技术 |
1.5 双辉等离子表面冶金技术 |
1.6 本课题的主要研究内容 |
第2章 实验方法及设备 |
2.1 实验材料 |
2.2 双辉等离子表面冶金设备 |
2.2.1 双辉等离子表面冶金炉 |
2.2.2 红外测温仪与工业冷水机 |
2.2.3 扫描电镜与光学显微镜 |
2.2.4 x射线衍射仪 |
2.3 实验操作流程 |
2.4 性能测试 |
2.4.1 硬度与摩擦磨损性能 |
2.4.2 浸泡失重实验 |
2.4.3 电化学测试 |
第3章 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮工艺的研究 |
3.1 影响渗氮层厚度的因素 |
3.1.1 极间距对渗氮层厚度的影响 |
3.1.2 电压对渗氮层厚度的影响 |
3.1.3 压强对渗氮层厚度的影响 |
3.1.4 温度对渗氮层厚度的影响 |
3.1.5 时间对渗氮层厚度的影响 |
3.2 实验结果及分析 |
3.2.1 改性层表面形貌 |
3.2.2 渗氮层的相貌及能谱分析 |
3.2.3 渗氮层的物相分 |
3.2.4 显微硬度分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 渗氮层耐磨及耐蚀性能的研究 |
4.1 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后摩擦磨损性能的研究 |
4.1.1 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后的摩擦系数 |
4.1.2 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后的磨损率 |
4.1.3 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后的磨痕形貌及能谱分析 |
4.1.4 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后的磨痕二维形貌分析 |
4.2 ti-20zr-6.5al-4v合金渗氮前后电化学腐蚀行为的研究 |
4.2.1 在质量分数为3.5%的nacl溶液中的极化曲线 |
4.2.2 在质量分数为5%的hcl溶液中的极化曲线 |
4.2.3 在质量分数为10%的h_2so_4溶液中的极化曲线 |
4.3 浸泡失重实验 |
4.3.1 渗氮前后浸泡试样腐蚀速率 |
4.3.2 浸泡实验腐蚀原理 |
4.3.3 浸泡试样表面形貌 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(6)TC4合金在两种介质下的微动腐蚀特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 钛及钛合金 |
1.1.1 钛及钛合金简介 |
1.1.2 钛及钛合金的应用 |
1.2 微动摩擦学 |
1.2.1 微动损伤 |
1.2.2 微动损伤的重要理论 |
1.2.3 微动损伤的防护 |
1.3 微动磨损 |
1.3.1 简介 |
1.3.2 研究现状 |
1.3.3 特点 |
1.3.4 影响因素 |
1.4 微动腐蚀 |
1.4.1 服役环境 |
1.4.2 交互作用 |
1.4.3 影响因素 |
1.5 本文选题的意义及研究内容 |
1.5.1 选题背景 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 试验材料和试验方法 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料及设备 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 微动磨损试验 |
2.3 试验技术路线 |
2.4 试验参数的选择 |
2.4.1 介质的选择 |
2.4.2 位移幅值的选择 |
2.4.3 载荷的选择 |
2.4.4 其他参数的选择 |
2.5 检测方法 |
2.5.1 摩擦系数 |
2.5.2 表面形貌及剖面形貌 |
2.5.3 磨损体积及磨损率 |
2.6 本章小结 |
第3章 TC4合金在3.5%NaCl溶液中的微动腐蚀试验 |
3.1 引言 |
3.2 TC4合金表面形貌 |
3.3 TC4合金剖面形貌 |
3.4 摩擦系数 |
3.5 磨损体积和磨损率 |
3.6 交互作用分析 |
3.6.1 静态浸泡腐蚀试验 |
3.6.2 交互作用分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 TC4合金在蒸馏水中的微动腐蚀试验 |
4.1 引言 |
4.2 TC4合金表面形貌 |
4.3 摩擦系数 |
4.4 磨损体积和磨损率 |
4.5 交互作用分析 |
4.5.1 静态浸泡腐蚀试验 |
4.5.2 交互作用定量分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 不同介质对TC4合金微动腐蚀的影响 |
5.1 引言 |
5.2 磨损形貌对比 |
5.3 磨损性能对比 |
5.4 腐蚀磨损交互作用对比 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
1 本文主要工作及结论 |
2 存在的问题及工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A:攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
(7)熔炼法制备混杂增强钛基复合材料的微观组织及力学性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钛基复合材料概况 |
1.2.1 钛基复合材料的分类 |
1.2.2 钛基复合材料制备方法 |
1.2.3 钛基复合材料构型设计 |
1.3 钛基复合材料加工工艺研究进展 |
1.3.1 变形特点 |
1.3.2 锻造变形加工工艺 |
1.3.3 轧制变形加工工艺 |
1.3.4 挤压变形加工工艺 |
1.3.5 其他变形加工工艺 |
1.4 钛基复合材料的工程应用 |
1.5 本课题的研究内容及意义 |
参考文献 |
第二章 钛基复合材料的制备及分析测试方法 |
2.1 引言 |
2.2 材料的制备 |
2.2.1 配料 |
2.2.2 熔炼 |
2.2.3 增强体对钛基复合材料(α+β)/β转变温度的影响 |
2.2.4 热加工与热处理 |
2.3 材料表征和检测 |
2.3.1 结构与组织表征 |
2.3.2 力学性能测试 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 钛基复合材料的微结构 |
3.1 引言 |
3.2 铸造态纯钛及钛基复合材料的微结构 |
3.2.1 物相分析 |
3.2.2 显微组织分析 |
3.2.3 增强体形貌分析 |
3.2.4 增强体形成机制 |
3.3 锻造态纯钛及钛基复合材料的微结构 |
3.3.1 物相分析 |
3.3.2 显微组织分析 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 增强体对钛基复合材料室温力学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 增强体对原位自生钛基复合材料硬度的影响 |
4.2.1 铸造态纯钛及钛基复合材料的硬度 |
4.2.2 锻造态纯钛及钛基复合材料的硬度 |
4.2.3 钛基复合材料硬度数学模型初探 |
4.3 增强体对锻造态原位自生钛基复合材料室温拉伸的影响 |
4.3.1 原位自生钛基复合材料室温拉伸性能 |
4.3.2 室温拉伸失效分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 增强体对锻造态钛基复合材料高温力学性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 纯钛及钛基复合材料高温拉伸性能 |
5.2.1 纯钛及钛基复合材料高温拉伸曲线 |
5.3 高温拉伸失效分析 |
5.3.1 拉伸断口 |
5.3.2 断裂机制 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
致谢 |
(8)激光立体成形Ti-V-15Cr系合金微观组织演化及性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
引言 |
1.1 钛及钛合金 |
1.1.1 钛的基本性质及其合金化元素 |
1.1.2 钛合金的分类及性质 |
1.1.3 钛合金的传统加工工艺 |
1.1.4 Ti-V-Cr系阻燃钛合金研究现状 |
1.2 激光立体成形技术的原理及发展 |
1.2.1 激光立体成形技术的原理及特点 |
1.2.2 激光立体成形的工艺参数及应用 |
1.2.3 激光立体成形技术的发展现状 |
1.3 激光立体成形钛合金组织及力学性能的研究现状 |
1.3.1 混合元素法激光立体成形钛合金原理及优点 |
1.3.2 激光立体成形技术制备阻燃钛合金研究进展 |
1.3.3 激光立体成形钛合金的力学性能 |
1.4 本文的研究背景及意义 |
第二章 研究内容及实验方法 |
2.1 研究目的 |
2.2 研究内容及方案 |
2.3 工艺实验 |
2.3.1 实验材料 |
2.3.2 激光立体成形系统 |
2.3.3 工艺实验过程 |
2.3.4 实验工艺参数 |
2.4 金相试样制备 |
2.5 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)合金性能分析测试 |
2.5.1 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金纳米压痕测试 |
2.5.2 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金维氏硬度测试 |
2.5.3 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金阻燃性能测试 |
2.6 测试与分析仪器及相关软件 |
第三章 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的凝固组织演化与冶金质量 |
3.1 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)合金的成分及物相分析 |
3.2 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)合金凝固组织特征及演化规律 |
3.3 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)合金凝固组织形成机理 |
3.4 光束模式对激光立体成形Ti-V-15Cr合金凝固组织的影响 |
3.5 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)系合金的冶金质量分析 |
3.5.1 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金气孔缺陷 |
3.5.2 不同光束模式下激光立体成形Ti-V-15Cr合金气孔缺陷分析 |
3.6 结论 |
第四章 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的硬度及阻燃性能 |
4.1 激光立体成形Ti-x V-15Cr(20≤x≤35)合金的组织性能分析 |
4.2 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的显微硬度分析 |
4.3 激光立体成形Ti-xV-15Cr(20≤x≤35)合金的阻燃性能研究 |
4.4 结论 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(9)TiH2-Al-V粉末体系真空烧结中氢化物分解的热力学行为及相的分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪言 |
1.1 前言 |
1.2 钛及钛合金 |
1.2.1 金属钛性质 |
1.2.2 钛及钛合金分类 |
1.2.3 钛及钛合金的应用 |
1.3 粉末冶金钛合金的发展及研究现状 |
1.3.1 粉末冶金钛合金技术的发展历史 |
1.3.2 粉末冶金钛合金研究现状 |
1.4 本课题的研究意义及主要研究内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 实验原理、原料与方法 |
2.1 实验原料与设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 TiH_2粉末的比表面积检测 |
2.1.3 实验设备 |
2.2 实验基本工艺路线 |
2.2.1 实验流程 |
2.2.2 原料粉末的制备 |
2.2.3 实验样品的压制 |
2.2.4 实验的烧结制度及条件 |
2.3 分析检测手段 |
2.3.1 BET多点法比表面积检测 |
2.3.2 热重(TG-DTG)分析 |
2.3.3 压坯尺寸及密度测量 |
2.3.4 烧结样品尺寸及密度测量 |
2.3.5 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.6 金相试样制备 |
2.3.7 扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析 |
2.3.8 烧结样品的氢含量检测 |
第三章 TiH_2脱氢热力学分析 |
3.1 Ti-H相图 |
3.2 TiH_2脱氢的热力学判据及计算 |
3.2.1 热力学判据 |
3.2.2 TiH_2脱氢的热力学判据 |
3.2.3 TiH_2脱氢的热力学计算 |
3.3 原料粉末的热分析 |
3.3.1 TiH_2的TG-DTG热分析 |
3.3.2 TiH_2-Al-V的TG-DTG热分析 |
3.4 TiH_2脱氢过程分析推断 |
3.5 实际烧结中温度与真空度关系 |
3.6 本章小结 |
第四章 不同温度烧结样品的物相分析 |
4.1 TiH_2粉末的XRD分析 |
4.2 不同温度烧结后TiH_2的脱氢状况 |
4.2.1 400℃烧结后样品的XRD分析 |
4.2.2 500℃烧结后样品的XRD检测 |
4.2.3 600℃烧结后样品的XRD检测 |
4.2.4 750℃烧结后样品的XRD检测 |
4.2.5 1200℃烧结后样品的XRD检测 |
4.2.6 不同温度烧结TiH_2样品XRD对比分析 |
4.2.7 不同温度烧结TiH_2-Al-V样品XRD对比分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 烧结样品的微观形貌及致密化研究 |
5.1 TiH_2-Al-V粉末的SEM检测 |
5.2 1200℃烧结后Ti-6Al-4V样品的金相分析 |
5.3 1200℃烧结后Ti-6Al-4V样品的SEM分析 |
5.4 Al、V元素对Ti-6Al-4V合金组织的影响 |
5.5 不同温度烧结后样品的收缩率 |
5.6 不同温度烧结样品的密度变化 |
5.7 1200℃烧结样品的氢含量 |
5.8 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 本研究创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读硕士期间发表论文及专利 |
附录B 攻读硕士期间参加研究工作 |
(10)钛合金波纹夹芯结构制备及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 夹芯结构的历史、现状及发展趋势 |
1.1.2 波纹夹芯结构的应用 |
1.1.3 波纹夹芯结构的加工制造方法 |
1.2 钛合金波纹夹芯结构制备技术研究现状 |
1.3 波纹夹芯结构的力学性能研究现状 |
1.3.1 波纹夹芯结构等效理论研究现状 |
1.3.2 波纹夹芯结构静力学性能研究现状 |
1.3.3 波纹夹芯结构动力学性能研究现状 |
1.4 本课题研究意义、研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 钛合金波纹夹芯结构制备工艺研究 |
2.1 夹芯层制备工艺研究 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 气压成形工艺研究 |
2.1.3 辊轧工艺研究 |
2.2 面板与夹芯层连接工艺研究 |
2.2.1 超塑性成形/扩散焊工艺有限元模拟研究 |
2.2.2 钎焊工艺研究 |
2.3 钛合金波纹夹芯结构制备 |
2.3.1 单层钛合金波纹夹芯结构制备 |
2.3.2 多层钛合金波纹夹芯结构制备 |
2.4 本章小结 |
第三章 钛合金波纹夹芯结构等效理论研究 |
3.1 正弦形波纹夹芯结构等效理论解析法研究 |
3.1.1 剪切模量研究 |
3.1.2 弹性模量研究 |
3.1.3 泊松比及密度研究 |
3.2 正弦形波纹夹芯结构等效理论有限元法研究 |
3.2.1 剪切模量研究 |
3.2.2 弹性模量研究 |
3.3 几何参数对等效常数的影响 |
3.3.1 夹芯材料厚度对等效常数的影响 |
3.3.2 夹芯层高度对等效常数的影响 |
3.3.3 夹芯层波长对等效常数的影响 |
3.4 等效理论结果验证 |
3.4.1 三点弯曲等效有限元模型建立 |
3.4.2 三点弯曲全尺寸有限元模型建立 |
3.4.3 结果对比 |
3.5 其他形状波纹夹芯等效参数 |
3.5.1 三角形波纹夹芯等效参数 |
3.5.2 梯形波纹夹芯等效参数 |
3.6 本章小结 |
第四章 钛合金波纹夹芯结构静力学性能研究 |
4.1 钛合金波纹夹芯结构平压性能研究 |
4.1.1 单层波纹夹芯结构压缩失效过程 |
4.1.2 不同层数波纹夹芯结构平压试验 |
4.1.3 压缩试验有限元模拟研究 |
4.1.4 多层梯形波纹夹芯结构压缩失效过程 |
4.2 钛合金波纹夹芯结构剪切性能研究 |
4.2.1 单层波纹夹芯结构剪切失效过程 |
4.2.2 不同取向波纹夹芯结构剪切试验 |
4.2.3 带缺陷波纹夹芯结构剪切试验有限元模拟 |
4.3 钛合金波纹夹芯结构三点弯曲性能研究 |
4.3.1 单层波纹夹芯结构三点弯曲失效过程 |
4.3.2 不同取向及层数波纹夹芯结构三点弯曲试验 |
4.3.3 正弦形波纹夹芯结构三点弯曲性能有限元模拟 |
4.4 本章小结 |
第五章 正弦形钛合金波纹夹芯结构动态力学性能研究 |
5.1 霍普金森压杆试验 |
5.1.1 试验装置与原理 |
5.1.2 试验结果与分析 |
5.1.3 高应变速率下压缩本构模型建立 |
5.1.4 吸能性能分析 |
5.2 低速冲击理论与试验研究 |
5.2.1 冲击性能理论分析 |
5.2.2 落锤冲击试验研究 |
5.2.3 落锤冲击试验结果与分析 |
5.3 落锤冲击试验有限元模拟 |
5.3.1 有限元模型建立 |
5.3.2 MD单层波纹夹芯结构数值模拟结果 |
5.3.3 MD/CD双层波纹夹芯结构模拟结果分析 |
5.3.4 MD/CD/MD三层波纹夹芯结构模拟结果分析 |
5.3.5 不同层数波纹夹芯结构落锤冲击试验结果比较 |
5.3.6 试验、计算与有限元模拟结果比较 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、新型钛及钛合金牌号的发展和命名(论文参考文献)
- [1]TC4切削加工参数对疲劳寿命影响规律研究[D]. 宫欢. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [2]新型Ti-20Zr-xCr合金显微组织与力学性能研究[D]. 叶茜. 陕西理工大学, 2020(11)
- [3]TC11钛合金电子束熔丝增材复合制造应用研究[D]. 王宁宁. 航天动力技术研究院, 2020(02)
- [4]新型TiZrAlB合金的强韧化及腐蚀行为研究[D]. 刘曙光. 燕山大学, 2019(06)
- [5]Ti-20Zr-6.5Al-4V合金双辉等离子渗氮及性能研究[D]. 艾小英. 燕山大学, 2018(05)
- [6]TC4合金在两种介质下的微动腐蚀特性研究[D]. 孙璐. 兰州理工大学, 2018(09)
- [7]熔炼法制备混杂增强钛基复合材料的微观组织及力学性能[D]. 罗贤晖. 上海交通大学, 2018(01)
- [8]激光立体成形Ti-V-15Cr系合金微观组织演化及性能[D]. 刘桐. 长安大学, 2017(03)
- [9]TiH2-Al-V粉末体系真空烧结中氢化物分解的热力学行为及相的分析[D]. 胡慧茹. 昆明理工大学, 2017(01)
- [10]钛合金波纹夹芯结构制备及力学性能研究[D]. 王文涛. 南京航空航天大学, 2017(02)