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置氢Ti600合金高温塑性性能研究

作　者: 周游
导　师: 李永华；王忠堂
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Ti600钛合金置氢量流变应力变形激活能高温压缩
分类号: TG146.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
引　用: 1次
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内容摘要

Ti600合金是一种新型近α型高温钛合金,由于合金中含有少量的稀土元素钇(Y),使其在较高的600℃服役时应具有较好的抗蠕变性能和高温持久性能,该合金常用来制备耐高温、高压、高负载于一体的高推比航空发动机的压气机盘、叶片及机匣等。Ti600合金置氢后可以改变其强度和热塑性参数。本文研究了置氢Ti600合金热变形行为,分析了不同的置氢量对该合金高温塑性性能的影响,并建立了相应的动力学模型。进而根据耗散结构理论,基于动态材料模型建立了置氢前后的Ti600合金的热加工图,主要研究内容如下:(1)Ti600合金随置氢量(质量分数)从0%增至0.5%时,其流动应力先显著降低后缓慢增加,流动应力最小值对应的最佳置氢量随温度的升高而降低。且置氢后Ti600合金流动应力曲线上存在明显的屈服尖点。(2)置氢前后的Ti600合金高温变形流动应力均随温度的升高和应变速率的降低而降低,而且合理置氢量对流动应力的影响等价于将未置氢的Ti600合金的变形温度升高150℃或应变速率降低二个数量级。(3)建立了置氢Ti600合金的稳态流变应力双曲正弦本构方程,并分别获得了置氢前后合金的热变形激活能及相关材料参数。通过对本构方程进行验证,得到较好的回归效果。(4)根据热加工图理论,以动态材料模型为基础建立置氢后Ti600合金的热加工图,结果表明Ti600(0.2%H)合金的功率耗散效率η在40%～50%之间时处于最佳功率耗散区域。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-25
  1.1 研究背景  11-17
    1.1.1 钛及钛合金  11-12
    1.1.2 钛合金的分类  12-14
    1.1.3 钛合金的组织  14-16
    1.1.4 钛合金的成型特点  16-17
  1.2 Ti600合金概况  17-19
    1.2.1 Ti600合金的介绍  17-18
    1.2.2 Ti600合金的力学性能  18-19
    1.2.3 Ti600合金国内研究进展  19
  1.3 钛合金置氢技术的研究与发展  19-22
  1.4 氢在钛合金中的作用机理  22-23
  1.5 研究的目的及意义  23-24
  1.6 本文的主要研究内容  24-25
第2章不同置氢量Ti600合金高温塑性变形行为  25-42
  2.1 引言  25
  2.2 实验材料及实验方法  25-29
    2.2.1 实验材料  25-27
    2.2.2 实验设备及方法  27-29
  2.3 金相分析  29-32
  2.4 变形条件对零置氢量Ti600合金高温力学性能的影响  32-35
    2.4.1 应变速率对原始合金流动应力的影响  32-33
    2.4.2 变形温度对原始合金流动应力的影响  33-35
  2.5 置氢量对合金流动应力的影响  35-37
  2.6 实验结果及分析  37-40
    2.6.1 置氢量对流动应力的影响  37-39
    2.6.2 氢对流动应力的影响机理  39-40
  2.7 本章小结  40-42
第3章高温塑性变形本构关系模型  42-54
  3.1 引言  42-43
  3.2 模型理论  43-46
  3.3 本构关系模型的建立  46-50
    3.3.1 材料参数的确定  46-48
    3.3.2 本构方程的建立  48-49
    3.3.3 不同置氢量激活能的比较  49-50
  3.4 本构关系模型的验证  50-52
  3.5 本章小结  52-54
第4章置氢Ti600合金热加工图的研究  54-66
  4.1 材料热变形模型  54
  4.2 基于动态材料学模型的热加工图理论  54-57
    4.2.1 动态材料模型  54-57
    4.2.2 模型稳定区的判据  57
  4.3 置氢量为O.0%(wt)和0.2%(wt)Ti600合金热加工图的建立  57-62
  4.4 置氢量为0.0%(wt)和0.2%(wt)Ti600合金热加工图的分析  62-64
  4.5 本章小结  64-66
第5章 0.2(wt)%置氢量对Ti600合金塑性性能的影响  66-74
  5.1 引言  66
  5.2 0.2(wt)%置氢量对Ti600合金相变的影响  66-71
  5.3 置氢量0.2(wt)%诱导Ti600塑性增强机理  71-72
  5.4 本章小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-81
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  81-82
致谢  82

置氢Ti600合金高温塑性性能研究

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