热加工工艺对TC4-DT钛合金组织和性能的影响

论文摘要

TC4-DT钛合金是我国自行研制的一种新型中强高韧两相钛合金。本文主要对合金热变形工艺、热处理工艺、微观组织和室温力学性能之间的关系做了深入的研究。通过光学金相组织分析、扫描断口分析、扫描微观组织分析等研究手段,总结出了工艺对合金组织和性能的影响规律。研究表明,合金的热变形工艺和热处理工艺对合金的微观组织、性能有较大的影响。两相区热变形,随着变形量的变化,初生α相的尺寸和含量、次生α相的片层间距和长宽比都发生变化。两相区变形后,经过两相区固溶时效,组织类型没有发生明显的变化,主要表现在等轴α相和次生α相的相对含量和尺寸的变化。β相区热变形,变形温度越高,α束域越大。两相区固溶时效后的拉伸性能主要由热变形工艺与热处理制度共同决定；随着变形量的增加,强度和塑性都有所增加。β相区热变形得到较高的冲击性能,两相区热变形的冲击性能比较差。魏氏组织的冲击性能最好,网篮组织的冲击性能略低,双态组织的冲击性能最差。锻前β相区均匀化处理、两相区锻造后在950℃模拟模锻工艺并压缩80%变形量,经过930℃/1h AC+540℃/6h AC固溶时效后的强度和塑性达到最佳匹配。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钛及钛合金概述
• 1.2.1 钛及钛合金的基本性质
• 1.2.2 钛合金的分类
• 1.2.3 钛合金的微观组织和性能
• 1.3 钛合金的锻造工艺
• 1.3.1 钛合金锻造的特点
• 1.3.2 钛合金的锻造工艺
• 1.3.2.1 α+β锻造
• 1.3.2.2 β锻造
• 1.3.2.3 近β锻造
• 1.4 钛合金的热处理工艺
• 1.4.1 钛合金热处理的特点
• 1.4.2 钛合金热处理工艺
• 1.5 Ti-6Al-4V合金
• 1.6 钛合金的应用
• 1.6.1 钛合金在航空航天领域的应用
• 1.6.2 钛合金在非航空航天领域的应用
• 1.7 本文研究目的及研究内容
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方案
• 2.2.1 锻造工艺
• 2.2.2 热处理制度
• 2.3 测试分析方法
• 2.3.1 拉伸性能测试
• 2.3.2 冲击韧性测试
• 2.3.3 断裂韧性测试
• 2.3.4 金相组织观察
• 2.3.5 扫描电镜微观组织观察
• 第3章 热变形工艺对组织的影响
• 3.1 引言
• 3.2 初始组织
• 3.2.1 低倍组织
• 3.2.2 初始状态的微观组织
• 3.2.3 取样位置的选择
• 3.2.4 不同位置的微观组织
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 锻造工艺对微观组织的影响
• 3.3.1.1 α/β两相区锻造工艺对微观组织的影响
• 3.3.1.2 β相区锻造工艺对微观组织的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 热处理工艺对组织的影响
• 4.1 引言
• 4.2 普通退火对组织的影响
• 4.3 固溶时效、β退火对组织的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 热加工工艺对力学性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 热加工工艺对拉伸性能的影响
• 5.2.1 热变形工艺对拉伸性能的影响
• 5.2.2 热处理工艺对拉伸性能的影响
• 5.2.3 拉伸断口分析
• 5.3 热加工工艺对冲击性能的影响
• 5.3.1 热变形工艺对冲击性能的影响
• 5.3.2 冲击断口分析
• 5.4 断裂韧性
• 5.4.1 热加工工艺对断裂韧性的影响
• 5.4.2 断口分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢