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《中南大学》 2004年
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汽车用粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al合金的研究

汤慧萍  
【摘要】:钛合金的高成本、难加工等问题一直制约了它的大规模使用。寻找简便的制造工艺,降低成本,使其性价比为市场所接受已成为国内外钛合金研究的热点之一。粉末冶金由于近净成形的特点,是制造高性能、低成本钛合金零件的理想工艺。然而,钛粉的高活性致致密化过程较为困难,影响了最终的力学性能。本文针对这一材料问题开展了研究,采用元素混合法烧结及粉末锻造方法制备Ti-Fe-Mo-Al合金零件,用热膨胀仪分析了其收缩/膨胀特性、用DTA热分析,X射线衍射(XRD)分析,SEM、TEM电镜及力学性能检测等分析手段研究了材料的致密化过程、力学性能和显微组织。研究了不同合金元素Fe、Mo、Al及添加稀土元素Nd对粉末钛合金烧结行为及力学性能的影响,并得到了烧结性能和力学性能优良的粉末钛合金。同时,还研究了添加第二相颗粒原位生成TiC颗粒增强Ti-Fe-Mo-Al合金的组织与性能,试制了粉末冶金钛合金汽车进、排气阀座。论文工作得出了如下结论: 1) 合金元素铝由于偏扩散产生空洞,降低了粉末钛的烧结致密度。合金元素铁能促进致密化过程,但铁使粉末钛的显微组织严重粗化,导致其室温塑性显著降低。合金元素Mo有利于粉末钛的显微组织细化,从而提高了钛合金的拉伸性能。 2) 稀土元素钕可促进粉末钛及钛合金的致密化,并可细化晶粒。烧结后稀土钕以氧化物颗粒形式存在于钛基体中。颗粒尺寸从几百纳米到20微米,起到了弥散强化作用。同时稀土元素夺取了钛基体中的氧,使氧的固溶强化作用减弱,同时提高了粉末钛合金基体的塑性,二者共同作用的结果使强度变化不大,而延伸率得到大大改善。不含稀土的粉末钛合金室温延伸率在4-6%左右,添加稀土后纯钛及Ti-Fe-Mo-Al合金的延伸率达到14-21%,相当于该合金锻造退火态性能水平。 3) 粉末锻造Ti-Fe-Mo-Al合金的强度和延伸率与粉末烧结同成分合金的相当,而断面收缩率及疲劳强度比烧结钛合金有明显提高。 4) 根据合金元素对粉末钛烧结致密化促进作用及对合金性能的影响,设计了新型低成本的粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo-1.2Nd-0.4Al合金。该合金烧结态室温拉伸性能达到了熔锻钛合金TC4
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TF125

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 雷霆;李红梅;;钛合金在生物医用领域的应用优势[J];云南冶金;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘延斌;粉末冶金钛基复合材料制备及应用基础[D];中南大学;2011年
2 牛文娟;多孔钛及其合金的制备及性能研究[D];重庆大学;2010年
3 李红梅;生物医用钛及钛合金的粉末冶金制备工艺研究[D];昆明理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 沙爱学;李兴无;曾卫东;张驰;;钛合金β区加热保温时间的研究[J];航空材料学报;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 王小翔;王俭;李阁平;;热处理工艺对TC4中厚板超声波探伤水平的影响[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
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 刘延斌;粉末冶金钛基复合材料制备及应用基础[D];中南大学;2011年
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10 危卫华;热氢处理改善钛合金切削加工性的基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 陈慧琴;曹春晓;郭灵;林海;;TC11钛合金片层组织热变形球化动力学过程[J];航空材料学报;2009年01期
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10 李大武;李继荣;李展超;李杰;李涛;孙挺;;升温速率对TiH_2热分解反应动力学的影响[J];材料与冶金学报;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 韩光臣;迟恩田;;电火花铣削钛合金加工工艺研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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5 江应栋;黄青松;;高温真空钛合金成形炉应用[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
6 杨荣福;韩荣第;;车削TC-4钛合金时高速钢刀具磨损的试验研究[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集摩擦磨损部分(Ⅰ)[C];1982年
7 李佐臣;;海洋开发、舰船用新型结构钛合金研制[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
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9 周荣林;侯金保;黄宁;张九海;田锡唐;;钛合金中间层扩散连接[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
10 陈明和;;热加工过程中钛合金微观组织演变的可视化仿真[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邱林;西方为何惧怕中国限制稀土出口?[N];中国有色金属报;2009年
2 本报记者 谭娜;世界狂挖中国稀土:草原的灾难[N];北京科技报;2009年
3 大河;中国禁止稀土出口将会如何?[N];地质勘查导报;2009年
4 邵水清;美国为何对我国控制稀土出口大为光[N];中国矿业报;2010年
5 张逸远;“稀土大国”缘何与“稀土强国”擦肩?[N];中国高新技术产业导报;2005年
6 舒亚 声文 小勇;徐光宪:造就中国稀土传奇[N];广东科技报;2009年
7 孟兰英;“萃取”一生“稀土”情[N];天津日报;2009年
8 本报记者 杨晨光;造就稀土“中国传奇”[N];中国教育报;2009年
9 本报记者 李晚成;江西稀土,力争国际话语权[N];江西日报;2009年
10 本报见习记者 孙萌萌 陈凯 十一届全国政协委员、共青团上海市委副书记;科技转化率将国内稀土应用“降级”[N];人民政协报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汤慧萍;汽车用粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al合金的研究[D];中南大学;2004年
2 王勇;钛合金表面激光合成与熔覆稀土生物陶瓷复合涂层的研究[D];重庆大学;2002年
3 田永生;钛合金表面激光硼碳氮合金化层的组织结构与耐磨性能研究[D];山东大学;2006年
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7 胡勤海;外源性稀土对水生态系统的影响研究[D];浙江大学;2004年
8 杜汉斌;钛合金激光焊接及其熔池流动场数值模拟[D];华中科技大学;2004年
9 张云琨;氢、氮化和热氧化对钛合金性能影响的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
10 李鑫;TC11钛合金的热态变形行为及其锻造工艺优化研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张小兰;稀土元素对高等水生植物重金属毒害的缓解效应[D];南京师范大学;2003年
2 尹飞;稀土对硬质合金结构和性能影响规律的研究[D];中南大学;2003年
3 马广岳;稀土与重金属及其交互作用对水生植物的影响[D];南京师范大学;2004年
4 张杰;稀土元素镧对逆境胁迫下水稻幼苗生长的影响研究[D];安徽师范大学;2005年
5 赵晓丹;千层塔依存环境与石杉碱甲积累量季节变化关系的研究[D];合肥工业大学;2006年
6 李红星;含稀土Bi_2Te_3基热电材料的研究[D];浙江大学;2003年
7 吕景智;小白鼠稀土代谢动力学的研究[D];西南农业大学;2003年
8 邹永良;稀土阻燃镁合金的研究[D];重庆大学;2003年
9 李峻峰;燃烧法合成铝酸盐稀土发光材料及其发光性研究[D];成都理工大学;2005年
10 马国睿;高铬铸铁稀土复合变质处理的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
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