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《南昌航空大学》 2010年
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热氢处理对钛合金组织和切削性能的影响

彭新元  
【摘要】: 钛合金的热氢处理技术就是通过氢的可逆合金化作用,改变钛合金的微观组织,从而有效地提高钛合金的加工性能和使用性能。本文通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜对TC4和BT25y两种钛合金渗氢后进行相成分和微观组织研究,结合硬度测试、热导率测试、切削测试,总结出氢对合金力学、物理以及切削性能的影响规律,并初步探讨了真空除氢工艺。 试验结果表明:TC4和BT25y钛合金渗氢量均随着渗氢温度的升高而增加,当渗氢温度达到750℃,两种合金的氢含量均达到最大值,分别为1.35%和1.05%,随后随着温度的升高而降低;合金的渗氢量均随着渗氢时间的延长(约4h后)逐渐增加至饱和,分别为1.36%和1.17%;经渗氢处理后α相的量有所减少,组织呈现细化趋势,晶界变得模糊;当氢含量达到0.5%左右时析出的氢化物主要为纳米级别的颗粒状TiH2,既可以从晶界析出,也可以从晶内析出,且氢化物和基体α-Ti之间存在一定的取向关系;其硬度随着氢含量的增加而增加;当氢含量为0.7%左右时TC4合金的热导率最大,氢含量为0.6%左右时BT25y合金的热导率最大,较未渗氢时的热导率分别提高了16%和20%。 氢的渗入改善了钛合金的切削加工性。TC4合金经750℃×1h的渗氢处理后能获得0.4%~0.5%左右的最佳切削氢含量,此时减小了切削过程中的切削力约10%,提高了热导率约10%,降低了表面粗糙度约27%,使卷曲状切屑转变为断屑,其切削性能最好;而BT25y合金经750℃×0.5h的渗氢处理后能获得0.2%~0.3%左右的最佳切削氢含量,此时减小了切削过程中的切削力约63%,提高了热导率约4%,降低了表面粗糙度约20%,也使卷曲状切屑转变为断屑,其切削性能也最好。 经750℃×8h真空除氢后渗氢TC4合金及BT25y合金的含氢量分别由0.433%和0.596%恢复到0.019%和0.010%,均在安全浓度水平之下;除氢后合金的相组成和原始材料基本一致,由α相和β相组成,但组织较未渗氢组织得到了一定的细化。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG166.5

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【引证文献】
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