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《北京有色金属研究总院》 2011年
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TA18钛合金管材织构的研究

杨磊  
【摘要】:TA18钛合金(Ti-3Al-2.5V)是美国上个世纪中期开发的航空用钛合金材料,其早期是为飞机管路液压系统而开发的。该合金为低合金化近α型的α+β型钛合金,不仅具有良好的室温、高温力学性能和耐蚀性能,而且具有优异的冷、热加工工艺塑性、成型性和焊接性能,是制作管材的理想材料。但TA18钛合金管材在制备加工过程中,产生的织构将导致性能的各向异性,从而严重影响管材的力学性能和工艺性能。因此,通过调控钛合金管材制备加工过程中的工艺参数,改善TA18钛合金管材的性能,就成为该研究领域内的重要课题。 本文针对不同规格、不同工艺条件下制备加工的TA18钛合金管材,分别采用X射线衍射技术和电子背散射衍射技术(EBSD)对其织构进行测定。同时采用极图和取向成像图对管材试样的织构进行了定性表征。此外,还分别通过X射线衍射法得到的极图数据以及电子背散射衍射数据,采用不同方法计算了不同规格TA18钛合金管材试样的Kearns系数及CSR值,从而为管材力学性能的分析及制备工艺的改进提供了重要依据。 研究结果表明,TA18钛合金管材在轧制变形后内部晶粒出现了明显的择优分布,内部晶粒基面主要分布在试样RD+TD面内,其中极密度最大值偏离测试平面法向约30-40°,主织构为径向织构,所占比例为0.6左右,周向织构和轧向织构比例较小。大部分管材通过极图法计算得出的CSR值与实测CSR值接近,但周向织构为主的试样通过极图法计算得到CSR值与实测CSR值偏差较大,由电子背散射衍射法计算得到的Kearns系数和CSR值较准确。 在得到管材的Kearns系数和CSR值之后,本文又结合管材的力学性能及工艺性能,重点讨论了制备工艺对管材织构及性能的影响规律。结果显示,适当增加管材的总变形量或提高管材的Q值,都有利于产生综合性能较好的径向织构。同时对进口管材的织构也进行了测试,结果表明,与国产管材相比,进口管材径向织构所占比例较高,fr为0.665,周向织构所占的比例较低,ft为0.241。推测其适当地增加了加工变形量及Q值,从而获得了径向织构较高,周向织构较低的理想织构状态。此外,管材织构的产生是多个因素共同作用的结果,生产中应根据实际需要来调整相关工艺参数,从而得到理想的织构。
【学位授予单位】:北京有色金属研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V252.2

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【参考文献】
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