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《东北大学》 2012年
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新型高温钛合金组织与性能研究

黄定辉  
【摘要】:传统Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α型高温钛合金使用温度和强度进一步提高的可能性受到限制,而(a+β)两相钛合金则因显著的固溶强化作用能够满足高温短时使用环境。目前,在一些新的应用领域(比如现代国防领域和航天领域)对高温短时高强钛合金的需求比较迫切,为此,西北有色金属研究院新研制了一种Ti-Al-Sn-Zr-Mo-W系马氏体型(α+β)两相新型(瞬时)高温钛合金,添加了高熔点的Mo、W等合金元素,希望能够提高其高温短时条件下的热强性,以期满足高温瞬时使用的要求。该合金Mo当量为3.5,Al当量为7.5,p稳定系数Kβ=0.32。 通过OM,SEM,TEM,XRD等研究手段,结合锻造工艺和热处理制度,对该高温钛合金简单退火、固溶时效热处理后的组织、拉伸性能和硬度等进行了实验研究,总结出工艺对新型高温钛合金的组织和性能的影响规律,并探讨了固溶时效处理后该合金在600~800℃范围内的热稳定性和抗氧化性,研究了该合金的性能特点,为该高温钛合金在实际中的应用和性能的优化提供一定的理论支持。同时也为确定比较适宜的锻造和热处理工艺来提高合金的使用性能提供技术参考。这是一个具有很大理论意义和实际使用价值的研究开发领域。主要研究结果如下: 退火温度的升高对其室温性能影响不大,而对700℃高温拉伸性能有较为明显的改善,但是退火过程中合金的组织存在一定程度的不均匀性。固溶+时效处理后的组织相比简单退火较为均匀,固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度对β相、初生α相及次生α相的数量、大小和分布都有不同程度的影响,因此其对合金室温、高温力学性能的影响作用也是较为复杂的。综合而言,970℃/1h,AC+600℃/4h,AC固溶时效处理后合金具有较好的综合性能,室温抗拉强度达1310MPa,延伸率达13.5%,断面收缩率为37.0%,700℃高温抗拉强度达485MPa,延伸率达54.0%,断面收缩率达99.0%。 新型高温钛合金在600℃、700℃和800℃氧化温度下的氧化速度指数n值分别为1.43、2.43、1.36。在600~700℃氧化时,氧化皮与基体粘结性良好,氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在800℃氧化时,氧化皮以碎屑的形式脱落,氧化动力学曲线近似符合抛物线-直线规律。氧化层主要是由金红石型Ti02和少量的A1203组成,Al2O3膜更容易在高温下形成,氧化温度越高,次表层贫铝区的面积越大,表层Ti含量降低。 新型高温钛合金在600~800℃热暴露100h和50h的组织极其相似,具有一定的组织稳定性,600℃热暴露有一定数量的析出相Ti3Al,在超过700℃热暴露时,析出相会发生不同程度的溶解。试样和毛坯经热暴露后,其抗拉强度都随热暴露温度的升高呈现下降趋势,试样的塑性随温度升高有较明显的降低,而毛坯的塑性则呈现出些许的升高现象。试样表层富氧脆化层的存在,使得试样的室温拉伸性能较毛坯的差。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG146.23

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡建明;李臻熙;马济民;黄旭;曹春晓;;航空发动机用600℃高温钛合金的研究与发展[J];材料导报;2005年01期
2 蔡建明,郝孟一,李学明,马济民,曹春晓;BT36高温钛合金的成分特点及组织研究[J];材料工程;2000年02期
3 蔡伯成,刘培英,陶冶,张绍勇;Ti60合金高温连续氧化行为研究[J];材料工程;2000年08期
4 贾新云,刘培英,陶冶;Ti60合金在650~750℃高温下的氧化行为[J];材料工程;2003年06期
5 彭艳萍,曾凡昌,王俊杰,章怡宁,夏绍玉;国外航空钛合金的发展应用及其特点分析[J];材料工程;1997年10期
6 李东;高技术时代的钛合金材料技术发展战略及对策剖析[J];世界有色金属;1999年09期
7 崔文芳,魏海荣,罗国珍,洪权,周廉;IMI834 和 Ti-1100 在 550℃~750℃ 高温下的氧化行为[J];稀有金属材料与工程;1997年02期
8 王永;卢斌;杨锐;;钼钨含量和热处理对一种高温钛合金拉伸性能的影响[J];材料研究学报;2010年03期
9 周红伟;何宜柱;张文学;蒋建清;;Ti600钛合金的氧化行为[J];材料研究学报;2011年03期
10 肖平安,曲选辉,雷长明,祝宝军,秦明礼,黄培云;高温钛合金和颗粒增强钛基复合材料的研究和发展[J];粉末冶金材料科学与工程;2001年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏春雷;;PEEK复合材料高温蠕变性能研究[J];工程塑料应用;2011年07期
2 齐芸馨;钛合金板材冲压开裂的AES-PRO分析[J];兵器材料科学与工程;1989年11期
3 铁永亮;何照荣;;TA2的钨极氩弧焊单面焊双面成形焊接工艺研究[J];兵器材料科学与工程;2006年04期
4 李鑫;赵为纲;鲁世强;王克鲁;;TC11合金β相区大应变热变形行为及组织研究[J];兵器材料科学与工程;2007年03期
5 贾祥磊;朱秀荣;陈大辉;费良军;;耐热铝合金研究进展[J];兵器材料科学与工程;2010年02期
6 屈可朋;孔军利;魏建锋;赵永庆;;一种新型钛合金半固态锻造后的断裂行为研究[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
7 肖冰;康凤;胡传凯;舒大禹;黄树海;宁海青;;国外轻质结构材料在国防工业中的应用[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
8 钱学梅;钱学军;吕彦;贺新民;赵振龙;胡俊;;静液挤压变形工艺对TC4钛合金组织与性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2011年04期
9 李树涛;钟涛;陈晓军;苗成;武新;田时雨;;穿甲模拟弹侵彻不同厚度钛合金靶板的数值分析[J];兵器材料科学与工程;2012年01期
10 屠振密;朱永明;李宁;胡会利;于元春;;钛及钛合金表面金属电沉积的预处理问题[J];中国表面工程;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 甘国;薛克敏;李萍;;TA15合金热变形行为及热加工性研究[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 张绪东;向勇;;F28气缸头掉砂外观质量分析及改进[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
3 吴志勇;李雪源;赵黎宁;杨文茂;;钛合金与铝合金及铝合金转化膜的电偶腐蚀研究[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
4 姚骋;杨振国;袁建中;陈继芳;;凝汽器钛管外壁减薄的失效分析[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年
5 付艳艳;惠松骁;叶文君;米绪军;于洋;;用正交试验法优化Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr钛合金的热处理工艺[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
6 于洋;熊柏青;惠松骁;叶文君;付艳艳;;Ti-6Al-4V-0.1B合金铸态组织的高温变形行为[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
7 王永梅;王韦琪;董洁;王丽瑛;马忠贤;;TC4钛合金Φ450mm大规格棒材组织性能研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
8 李峰丽;李渭清;王丽瑛;李巍;赵自林;王淑爱;;Ti-8Al-1Mo-1V钛合金棒材固溶温度对蠕变性能的影响[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
9 李巍;马宝军;孙小勇;刘宏伟;史文;;电子背散射衍射技术及其在纯钛研究中的应用[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
10 魏寿庸;何瑜;祝瀑;;世界各国工业钛合金的成分、相组成与性能特征[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊一;K4104镍基高温合金渗A1高温防护涂层性能的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李瑞迪;金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D];华中科技大学;2010年
3 宫旭辉;高温环境下α+β钛合金的动态拉伸力学行为—测试、分析与表征[D];中国科学技术大学;2010年
4 宋鹏;铂铝合金粘结涂层的高温氧化行为研究[D];昆明理工大学;2010年
5 吕伟;轧制态TC1和TC2钛合金板材的力学性能及变形与断裂机理的研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 黄俊;新型亚稳态β钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe循环变形机理及疲劳断裂性能研究[D];合肥工业大学;2011年
7 刘睿;钛合金动态断裂韧性测试方法及断裂行为的研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
8 李培跃;7050合金淬火敏感性及其机理研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
9 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
10 郭忠全;高性能铜基电接触复合材料的研制及强化机理研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴琳;锻态TB6钛合金热变形行为研究及加工工艺参数优化[D];南昌航空大学;2010年
2 宁铮;TC4钛合金微弧氧化膜层的摩擦性能研究[D];南昌航空大学;2010年
3 彭新元;热氢处理对钛合金组织和切削性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
4 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
5 邱伟;TB6钛合金的热变形组织演变规律研究[D];南昌航空大学;2010年
6 杨永昌;哈兹列特连铸连轧铝合金板带组织和性能研究[D];郑州大学;2010年
7 刘慧苹;高纯度Ti_3Al粉末的制备研究[D];郑州大学;2010年
8 冯丹;新型Mg-Al-Sn-Si合金的制备及组织控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
10 张瑞风;复合材料数控钻铣试验台研制及功能试验研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨冠军;赵永庆;于振涛;周廉;;钛合金研究、加工与应用的新进展[J];材料导报;2001年10期
2 赵永庆,魏建峰,高占军,李月璐,吴欢,刘彩利,冯亮,常辉;钛合金的应用和低成本制造技术[J];材料导报;2003年04期
3 欧阳鸿武,刘咏,贺跃辉,黄伯云;TiAl基合金排气阀的研制和应用前景[J];材料导报;2003年04期
4 雷力明,黄旭,王宝,赵红霞,曹春晓;阻燃钛合金的研究和发展[J];材料导报;2003年05期
5 蔡建明;李臻熙;马济民;黄旭;曹春晓;;航空发动机用600℃高温钛合金的研究与发展[J];材料导报;2005年01期
6 曲恒磊;周义刚;周廉;赵永庆;曾卫东;冯亮;;近几年新型钛合金的研究进展[J];材料导报;2005年02期
7 陈军;赵永庆;常辉;;中国船用钛合金的研究和发展[J];材料导报;2005年06期
8 李德俊;新材料在航空发动机上的应用概况[J];材料工程;1992年06期
9 黄旭,曹春晓,马济民,王宝,高扬,周尧和;航空发动机钛燃烧及阻燃钛合金[J];材料工程;1997年08期
10 蔡建明,郝孟一,李学明,马济民,曹春晓;BT36高温钛合金的成分特点及组织研究[J];材料工程;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵永庆;周廉;朱康英;曲恒磊;吴欢;刘彩利;;新型高温钛合金——阻燃钛合金研制[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 窦健敏;新型高温钛合金[J];稀有金属;1993年06期
2 黄金昌;先进的高温钛合金[J];稀有金属材料与工程;1988年05期
3 杨丽芳;钛及高温钛合金的冷炉床熔炼[J];钛工业进展;1994年03期
4 惠松骁,张翥,萧今声,袁冠森;高温钛合金热稳定性研究进展——Ⅰ.组织稳定性[J];稀有金属;1999年02期
5 ;第十二届全国钛及钛合金学术交流会会议日程安排[J];钛工业进展;2005年04期
6 朱知寿,马济民,高扬,曹春晓,颜鸣皋;含Nd稀土相对高温钛合金低周疲劳裂纹萌生与扩展行为的影响[J];航空材料学报;1996年02期
7 程晓英,许嘉龙,王世洪;高温钛台金中微量元素的作用机理[J];上海钢研;1994年01期
8 王宗贤;新高温钛合金[J];稀有金属材料与工程;1975年06期
9 崔文芳,魏海荣,罗国珍,洪权,周廉;IMI834 和 Ti-1100 在 550℃~750℃ 高温下的氧化行为[J];稀有金属材料与工程;1997年02期
10 李有观;高温钛合金冷轧箔材[J];世界有色金属;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈哲源;李晋炜;锁红波;刘建荣;;成分调控对高温钛合金电子束焊接接头组织和力学性能的影响[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
2 杨冠军;赵永庆;邓炬;周廉;;高温钛合金研究现状与发展趋势[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 王志敏;姚为;李宏伟;马鸿海;;激光焊接高温钛合金BTi-62421S工艺研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
4 王洪利;刘宏玉;王瑞敏;周鹏;黄彧;;帘线钢微合金化后的组织与性能研究[A];2011金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2011年
5 陈先华;毛建军;潘复生;;纯化对AZ31镁合金组织与性能的影响研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 陆琪;罗月新;;7715D高温钛合金板材的焊接性能研究[A];第六届华东三省一市真空学术交流会论文集[C];2009年
7 华小珍;周贤良;张建云;;硅铬白口铸铁的组织与性能[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
8 王金龙;郑明毅;王晓军;邓坤坤;胡小石;吴昆;;ECAP变形对SiCp/AZ91镁基复合材料组织与性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 董泰山;龙思远;廖慧敏;刘波;马季;;AE44镁合金油底壳压铸件本体组织与性能分析[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
10 温伟祥;胡社军;曾鹏;吴起白;谢光荣;黄拿灿;胡显奇;盛钢;盛忠;;射频/直流磁控溅射316L不锈钢/陶瓷复合薄膜组织与性能的研究[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵永庆 杨冠军;西北院自主开发钛合金及产业化[N];中国有色金属报;2006年
2 佚名;中国钛工业形成完整工业体系[N];中国经营报;2005年
3 江林;世界钛工业未来发展五大趋势[N];中国有色金属报;2006年
4 赵永庆 杨冠军;西北院自主开发钛合金及产业化[N];中国有色金属报;2006年
5 王洪利 刘宏玉 王瑞敏 周鹏 黄彧;帘线钢微合金化组织与性能研究[N];世界金属导报;2011年
6 谢永富;安大公司研制成功新型高温钛合金锻件[N];中国航空报;2005年
7 高爽;适应产业发展需要 坚持产学研相结合 为老工业基地全面振兴提供科技支撑[N];辽宁日报;2007年
8 童鹤龄 赵金方;创新——企业的灵魂[N];中国航空报;2007年
9 徐锟 刘国权;铌微合金化对高AI冷轧TRIP钢组织与性能的影响[N];世界金属导报;2010年
10 王新权;宝钛集团有限公司挂牌成立[N];中国有色金属报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫伟;Ti-60合金表面电弧离子镀Ti-Al-Cr高温防护涂层研究[D];东北大学 ;2010年
2 黄瑞银;罐体用大规格3104铝合金材料制备、组织与性能研究[D];中南大学;2013年
3 周涛;快速凝固Mg-Zn系镁合金的组织与性能研究[D];湖南大学;2009年
4 刘晓艳;含Ag的Al-Cu-Mg耐热铝合金微观组织与性能研究[D];中南大学;2011年
5 陈吉华;Mg-Zn-Al-X合金的组织、性能及其蠕变行为研究[D];湖南大学;2010年
6 张志霞;含铜(氮)抗菌不锈钢的组织与性能研究[D];上海交通大学;2007年
7 李海;Ag、Sc合金化及热处理工艺对7055铝合金的微观组织与性能影响研究[D];中南大学;2005年
8 池成忠;碳钢表面中温双辉等离子渗铬合金化及渗层中碳迁移的研究[D];太原理工大学;2004年
9 王振国;新型TiAlCrFe系低成本钛合金的组织与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2013年
10 李海鹏;碳纳米管在铝基体上原位合成及其复合材料的组织与性能[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄定辉;新型高温钛合金组织与性能研究[D];东北大学;2012年
2 韩鹏;铒对高温钛合金组织和性能的影响[D];北京工业大学;2012年
3 张会亮;700℃短时用高温钛合金的组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 龙迪凯;BT20-xB-yY高温钛合金组织及性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王学双;Ta和Nb对高温钛合金组织和性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 郭文英;TiAlCr系高温钛合金防护涂层研究[D];沈阳大学;2008年
7 彭娜;高温钛合金中α_2相的临界尺寸效应研究[D];沈阳大学;2007年
8 汤海芳;Ti600合金组织和高温性能的研究[D];东北大学;2010年
9 朱绍祥;同晶β稳定元素对高温钛合金显微组织和抗氧化性能的影响[D];沈阳大学;2008年
10 朱琦;高梯度定向凝固Cu-Cr自生复合材料的组织与性能[D];西北工业大学;2003年
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