Ti-6Al-4Me（Me=Mo,Cr）合金显微组织的研究

论文摘要

本文采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术研究了Ti-6Al-4Me（Me=Mo,Cr）合金经固溶和时效处理后的显微结构、力学性能和变形行为,揭示了它们与热处理工艺的关系。结果表明：Ti-6Al-4Mo和Ti-6Al-4Cr合金经过双相区固溶处理后可获得均匀的α+β双相组织,但前者的组织比后者的组织细小,且p相的比例较小。两种合金经过单相区固溶及时效处理后,组织为α相和少量的β相,且构成了典型的魏氏体组织。Ti-6Al-4Mo合金在本实验所采用的所有热处理工艺条件下均未发现有析出相,而Ti-6Al-4Cr在较低温度（600℃）时效时有Laves相（α-TiCr2）析出,尽管在更高温度（700℃、800℃）时效的样品中未发现此相。值得注意的是,在所有热处理工艺条件下的Ti-6Al-4Cr合金样品中都观察到了Cr的固溶体,它们从α相中析出,呈条状,其形成过程由Cr在Ti基体中的固溶度和扩散条件所控制。在相同的热处理工艺条件下,Ti-6Al-4Mo和Ti-6Al-4Cr合金经拉伸变形后形成的变形组织相似,即固溶处理样品的晶粒内部均含有大量位错,且部分位错形成阵列,晶界附近存在孪晶；而在时效样品中,α相中同时存在位错、孪晶,且有的孪晶穿越相界面进入β相中。另外,在相同的热处理工艺条件下,两种合金的硬度值随热处理条件的不同有相似的变化趋势,时效处理可以明显提高固溶处理样品的硬度,但提高时效温度会降低时效处理的硬度。由于合金元素的强化效果不同,Ti-6Al-4Cr合金的硬度值要比Ti-6Al-4Mo合金的高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钛合金的基本性质
• 1.2 钛合金的分类
• 1.2.1 α型钛合金
• 1.2.2 α+β型钛合金
• 1.2.3 β型钛合金
• 1.3 钛合金中的元素
• 1.3.1 中性元素
• 1.3.2 α稳定元素
• 1.3.3 β稳定元素
• 1.3.4 元素在合金中的扩散
• 1.4 钛合金的热处理
• 1.5 钛合金的相变
• 1.5.1 钛的同素异构转变
• 1.5.2 β相在冷却时的转变
• 1.5.3 时效过程中亚稳定相的分解
• 1.6 钛合金中重要的析出相
• 1.7 选题背景及意义
• 第2章 实验
• 2.1 实验原材料
• 2.2 实验方法
• 2.3 主要表征方法
• 2.3.1 金相显微镜
• 2.3.2 扫描电子显微镜
• 2.3.3 透射电子显微镜
• 2.3.4 显微硬度测试
• 2.4 实验仪器和设备
• 第3章 Ti-6Al-4Mo合金显微组织及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 Ti-6Al-4Mo合金实验结果
• 3.2.1 金相组织分析
• 3.2.2 背散射组织分析
• 3.2.3 透射电子显微镜分析
• 3.2.4 硬度值分析
• 3.3 小结
• 第4章 Ti-6Al-4Cr合金显微组织及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 Ti-6Al-4Cr合金实验结果
• 4.2.1 成分分析及金相组织分析
• 4.2.2 背散射组织分析
• 4.2.3 透射电子显微镜分析
• 4.2.4 硬度值分析
• 4.3 小结
• 第5章 Ti-6Al-4Mo和Ti-6Al-4Cr合金的比较
• 5.1 显微组织的比较
• 5.2 变形组织的比较
• 5.3 力学性能的比较
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）