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论热处理TC6钛合金高温蠕变行为与热处理工艺对合金组织性能影响经典

收藏本文 2024-03-24 点赞:24031 浏览:100505 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:TC6钛合金是综合性能良好的马氏体型α+β两相热强钛合金,可在400~450℃下长期工作,并主要用于航空发动机的叶片、转动件及紧固件。本论文借助光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸力学性能测试以及蠕变试验等手段探讨了TC6钛合金的高温蠕变行为及热处理工艺对合金组织性能的影响,获得如下主要探讨结论:(1)试验后得到了TC6合金不同温度和应力条件下的蠕变应变—时间曲线,浅析表明随着蠕变温度或应力的提升,合金稳态蠕变速率在增加,其稳态蠕变阶段时间缩短。另外根据次曲线数据计算得到合金的高温蠕变相关材料常数,建立了合金高温蠕变的本构方程:(2)TC6钛合金在350~450℃高温蠕变时,其蠕变机制是位错和扩散双重制约机制;在450~500℃高温蠕变时,其蠕变机制主要是扩散制约机制;并且晶界的滑动对蠕变也有一定的作用。(3)TC6钛合金高温蠕变历程中晶粒扭曲拉长,位错密度增加,在动态回复作用下形成亚晶结构,并且随着蠕变温度和应力的提升,位错密度增加和亚晶结构更显著。(4)TC6钛合金400℃的高温蠕变历程中,次生α相数量相比其它温度蠕变的数量显著较多,其中次生针片状α相穿过α相和β相的相界产生,次生板条α相主要有着于β转内,次生α相的增加有利于增加合金的高温蠕变抗力。(5)TC6经920℃/1.5h,FC+620℃/2h,AC热处理,其性能为抗拉强度1032MPa,屈服强度983MPa,仲长率20.2%,断口收缩率4

7.8%。关键词:TC6钛合金论文高温蠕变论文热处理论文力学性能论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-8

    第一章 文献综述8-26

    1.1 钛合金概述及分类8-15

    1.1.1 钛合金概述8-9

    1.1.2 钛合金的合金化9-12

    1.1.3 钛合金分类及其相应特点12-15

    1.2 (α+β)型钛合金15-20

    1.2.1 (α+β)型钛合金的组织和性能15-17

    1.2.2 (α+β)型钛合金的热处理工艺17-20

    1.3 钛合金高温蠕变行为探讨20-24

    1.3.1 蠕变基本论述20-23

    1.3.2 影响钛合金蠕变行为的因素23-24

    1.4 本课题探讨作用和内容24-26

    第二章 实验内容和浅析测试策略26-32

    2.1 实验材料及基本流程26-27

    2.2 TC6钛合金T_((α+β)/β)相变点的测定27-28

    2.2.1 计算法27-28

    2.2.2 连续升温金相法28

    2.3 相关实验参数28-29

    2.3.1 热处理实验参数28

    2.3.2 高温蠕变实验参数28-29

    2.4 性能测定和显微组织观察29-32

    2.4.1 常温和高温力学性能测定29-31

    2.4.2 金相显微组织观察31

    2.4.3 扫描电子显微镜观察31

    2.4.4 透射电子显微镜观察31-32

    第三章 TC6钛合金T_((α+β)/β)相变温度的测定和浅析32-36

    3.1 计算法32-33

    3.2 连续升温金相法33-35

    3.3 浅析与讨论35

    3.4 本章小结35-36

    第四章 TC6钛合金高温蠕变行为探讨36-49

    4.1. 蠕变参数对TC6钛合金蠕变性能的影响36-40

    4.1.1 温度对TC6钛合金的蠕变性能影响37-38

    4.1.2 应力对TC6钛合金的蠕变性能影响38-39

    4.1.3 浅析与讨论39-40

    4.2 蠕变参数对TC6钛合金组织结构变化影响的观察与浅析40-44

    4.2.1 蠕变参数对TC6钛合金金相组织变化影响的观察与浅析40-41

    4.2.2 蠕变参数对TC6钛合金透射电镜组织结构变化的观察与浅析41-42

    4.2.3 TC6钛合金蠕变历程中次生α相和第二相粒子析出强化的探讨42-44

    4.3 TC6钛合金高温蠕变本构方程的建立44-47

    4.3.1 TC6钛合金的稳态蠕变速率44-45

    4.3.2 TC6钛合金的蠕变应力指数和蠕变激活能45-46

    4.3.4 TC6钛合金蠕变机制探讨46-47

    4.4 本章小结47-49

    第五章 热处理对TC6钛合金组织和性能的影响49-56

    5.1 热处理工艺对TC6钛合金显微组织的影响49-51

    5.1.1 四种基本热处理方式对TC6钛合金显微组织的影响49-50

    5.1.2 等温退火热处理方式对TC6钛合金显微组织的影响50-51

    5.2 热处理工艺对TC6钛合金力学性能的影响51-54

    5.2.1 四种热处理工艺对TC6钛合金拉伸力学性能的影响及拉伸断口浅析51-54

    5.2.2 等温退火中加热温度对TC6钛合金拉伸力学性能的影响54

    5.3 本章小结54-56

    第六章 主要结论56-57

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