收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脉冲电流处理对钛合金板材组织和性能影响的研究

宋辉  
【摘要】:由于钛合金具有较高的比强度、较宽的工作温度范围和优异的抗腐蚀能力,因而在航空、航天等领域得到广泛应用。但钛合金在常温下变形能力差,一般必须采用加热方法提高其塑性或采用退火的方法消除冷作硬化。然而钛合金在高温下极易发生氧化和晶粒长大,这限制了钛合金的应用,因此需要寻找一种改善钛合金成形性的方法。近年来,许多研究表明脉冲电流能够影响材料的微观组织,是改善材料力学性能的一种有效方法。本文通过对几种典型钛合金脉冲电流处理实验的研究,探索改善钛合金板材成形性的新途径。 首先,以退火态的TC4为实验材料研究了脉冲电流处理对钛合金板材变形损伤的影响。在拉伸实验机上进行预拉伸,产生8%的预塑性变形,然后对预塑性变形试样进行脉冲电流处理,处理后再用单向拉伸实验检验脉冲电流处理试样的力学性能。为了研究脉冲电流作用下板材损伤演化的影响,试样在预拉伸前先进行机械抛光,预拉伸后用扫描电镜观察试样表面微裂纹和孔洞的形貌,进行脉冲电流处理后重新用扫描电镜检验微裂纹和孔洞的形貌,并用光学金相显微镜观察材料的显微组织。研究结果表明,在一定条件下因塑性变形而产生的微裂纹可以被治愈,并形成局部的再结晶组织,预塑性变形试样的塑性可以被完全恢复,极限变形量得到提高。 其次,研究了脉冲电流处理对冷轧钛合金板材组织和性能的影响。选用冷轧态TA15板材和TA1-A板材进行了脉冲电流处理实验,比较分析了脉冲电流处理、普通退火和冷轧状态强度、塑性和各向异性等力学性能,利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜分析了脉冲电流处理前后显微组织、位错形态、亚晶和断口形貌的变化,研究结果表明,脉冲电流处理可以大幅度地提高冷轧钛合金板材的塑性,同时材料强度不降低。脉冲电流处理后TA15的位错密度和位错缠结程度都大幅降低,并发生了再结晶,形成了细小等轴晶粒,由于晶粒的细化作用,强韧性得到改善。脉冲电流处理后TA1-A板材中形成了片层组织,这是因为脉冲电流处理过程中发生了相转变,这种片层组织使TA1-A的强度明显高于普通退火状态强度,但延伸率略有下降。进一步研究了脉冲电流处理对位错可动性的影响。位错的开动、滑移、解缠及相互作用不仅对金属的塑性变形过程有着重要的影响,而且对微裂纹的萌生、再结晶的形核等也同样有着重要的影响,在脉冲电流治愈变形损伤、消除冷作硬化过程中起着关键作用。为此,本文应用动态机械分析仪(DMA),通过测量冷轧状态、普通退火状态和脉冲电流处理状态TA1-A内耗与弹性模量随温度、应变幅值和振动频率的变化规律,分析脉冲电流处理对位错可动性的影响。研究结果表明,与普通退火状态相比,脉冲电流处理试样出现内耗峰的温度移向低温区的现象,从而证明脉冲电流处理可以降低位错的缠结、增强位错的可移动性。 最后,鉴于TiAl基合金在未来航空航天等领域的应用前景,本文亦对TiAl基合金的脉冲电流处理进行了初步的探索,研究了脉冲电流处理前后铸态TiAl基合金的光学金相组织形貌和晶粒的尺寸,分析了TiAl基合金在脉冲电流作用下晶粒得到细化的机理。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 白登奇;TCI钛环锻造[J];热加工工艺;1986年03期
2 王光初;TA7钛合金的连续点焊[J];航空制造技术;1987年05期
3 余国湘;TC4钛合金的切削加工[J];稀有金属材料与工程;1987年01期
4 张宝昌;钛合金β相加工述评和展望[J];机械工程材料;1987年06期
5 刘乃周,宿来林;钛合金深盲孔精加工探索[J];航空制造技术;1988年04期
6 窦健敏;装饰用钛合金[J];稀有金属;1989年03期
7 张少卿,陶春虎;近β型钛合金Ti-10V-2Fe-3Al的时效相变研究[J];金属学报;1989年01期
8 王乐安, 唐祥松,刘强;TC-11钛合金叶片模锻工艺分析[J];材料工程;1994年05期
9 全宏声;Beta钛合金在航空航天工业中的应用逐步扩大[J];材料工程;1994年10期
10 俯拾;用特殊钛合金制作的带油孔镗杆[J];工具技术;1994年08期
11 郝斌;日本近10年开发的钛合金[J];钛工业进展;1996年01期
12 王高潮,杜忠权,刘振华;YZTC4钛合金的超塑性及其等温精锻工艺参数研究[J];塑性工程学报;1997年03期
13 郭景杰,盛文斌,贾均;钛合金金属型铸造工艺研究现状[J];特种铸造及有色合金;1999年S1期
14 张小明;钛合金的疲劳机制[J];稀有金属快报;1999年03期
15 张小明;生体用磷灰石与钛合金的超塑性接合[J];稀有金属快报;1999年07期
16 顾成军,袁安富;钛合金小直径盲孔攻丝加工[J];机械设计与制造;2000年06期
17 郝斌,吴全兴;生物用β型钛合金的开发[J];稀有金属快报;2000年03期
18 曾立英;Ti-6246钛合金的车削性能[J];稀有金属快报;2000年07期
19 魏斌,费敬银;钛合金生体材料及其表面改性[J];材料导报;2000年07期
20 张桂木,于超,高霁,施永臣;钛合金BT20端铣试验研究[J];机械设计与制造工程;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王忠金;宋辉;;脉冲电流对钛合金板材力学行为影响的研究[A];2010’力学与工程应用学术研讨会论文集[C];2010年
2 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
3 张跃飞;;阵列针状空心阴极放电钛合金表面合金化研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
4 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
5 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
6 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
7 马小怀;赵喜明;陈百锁;;钛合金棒材超声波探伤[A];无损检测专业委员会第七届年会论文集[C];2000年
8 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
9 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
10 陈玉勇;;钛合金及TiAl系金属间化合物的研究进展及发展趋势[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋辉;脉冲电流处理对钛合金板材组织和性能影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 王连军;玻璃—陶瓷保护涂层的制备及在钛合金热加工过程中的应用研究[D];大连理工大学;2002年
3 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
4 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
5 何晓;含氢的新型钛合金的疲劳行为研究[D];四川大学;2003年
6 卫中山;MEVVA离子注入钛合金抗疲劳制造的基础研究[D];南京航空航天大学;2003年
7 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
8 何博;钛合金表面热障涂层的制备与研究[D];上海交通大学;2008年
9 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
10 米绪军;形状记忆合金医用内支架的系统研究[D];北京有色金属研究总院;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑韵哲;激光近形制造钛合金试件力学性能的初步研究[D];中国医科大学;2009年
2 张菊梅;能量参数对钛合金微弧氧化膜层表面形貌及膜层/环氧树脂结合强度的影响[D];西安理工大学;2004年
3 刘会群;金属Sc对钛合金组织与性能的影响[D];中南大学;2004年
4 秦妍梅;钛及钛合金表面改性层腐蚀及腐蚀磨损性能的研究[D];太原理工大学;2005年
5 邓炯;氮离子注入两种新型钛合金的表面改性研究[D];四川大学;2005年
6 张凤英;低成本氢化脱氢钛合金粉末的激光快速成形[D];西北工业大学;2006年
7 杨勇;细晶钛合金超塑性扩散连接的微观组织及元素扩散行为[D];大连理工大学;2009年
8 曹建玲;钛合金的氢致延迟断裂行为研究[D];四川大学;2002年
9 沈纪渭;钛合金环壳零件冲压成形过程的有限元模拟研究[D];西北工业大学;2003年
10 戴正宏;医用钛合金表面阳极氧化研究[D];天津大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 天际;飞亚达钛合金航天表助力“神六”[N];中国有色金属报;2005年
2 潘廷祥;钛:节能减排钛有功[N];中国有色金属报;2007年
3 记者 谢玉先 周军;钛合金基地“扎根”攀长钢[N];中国冶金报;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;2007年
5 张献怀;钛合金补片修复颅骨缺损“天衣无缝”[N];中国医药报;2008年
6 吴光鹏 刘运伟;安吉精铸公司攀登钛合金铸造技术高峰[N];中国航空报;2005年
7 ;美国实验室开发出钛铝的先进加工工艺模型[N];中国有色金属报;2006年
8 廖志林;脑肿瘤病人用上钛合金颅骨[N];健康报;2008年
9 姚红亮;七二五所钛产业成绩斐然[N];中国有色金属报;2009年
10 吴全兴;日本钛合金研发拉动钛产业发展[N];中国有色金属报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978