TB6钛合金开题报告

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2021年02月09日 18:48
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产后修复-

2021年2月9日发(作者:王大波)



贵州大学





题目:



本科毕业论文开题报告



< p>
TB6


钛合金等温锻成形锻件组织分布规律研究





院(系)


:材料与冶金学院



专业:



材料物理


101




姓名:



赖伟



学号:



指导老师:



赵飞




贵州大学本科生毕业论文(设计)开题报告表




论文


(


设计


)


名称



TB 6


钛合金等温锻成型锻件组织分布规律



论文(设


计)


类型



学号



论文(设计)


教师科研



来源



学生姓名



赖炜



理论研究论





指导教




班级



赵飞



材物


101




一、研究或设计的目的和意义:


< /p>


本课题研究内容是


TB6


钛合金等温锻成 形锻件组织分布规律研究,主要在


金相显微镜下观察在一定温度等温锻造过后成型的


TB6


钛合金锻件各个部位的


组织分布情况 、晶粒变形情况,从而研究等温锻造工艺对其组织的影响。这对指


导钛合金复杂部件的生 产有指导意义。



二、研究或设计的国内外现状和发展趋势:


< br>为了保证钛合金锻件在室温和高温下均具有良好的综合性能,


α

< br>合金、




β)


两相合金通常都是在低于


β


转变温度以下温度范围内 以中等应变速率锻造


的。这种方法是一种传统的锻造方式,常称作




β)


两相锻造或常规锻造。但


是,由于锻造温度低、变形抗力大,难以锻出形状复杂、尺寸精确度高的锻件,


也造成所需设备吨位大、材料利用率低、机械加工量大等问题。为了解决上述

问题,出现了


β


锻造、近


β


锻造和等温模锻等成形工艺方法


[1]




等温锻造是指自始至终模具与工件保持相同的温度,以低应变速率 进行变


形的一种锻造方法。为防止锻件和模具的氧化,常在真空或惰性气体保护的条


件下进行


[2]


。等温锻造是近几年发展起 来的一种先进的锻造技术。等温锻造是


在坯料温度和锻模温度基本一致的情况下进行的。 在等温成形条件下,锻件以


较低的应变速率进行变形,变形材料能够充分动态再结晶,从 而可大部分或全


部克服加工硬化的影响。


并不是在任何温度进行等温锻造都可以的,从邱伟、鲁世强


[3]

< br>等人做的实


验可知,锻态


TB6


钛合金在较低变形温度时


(800



9 50



)


,晶粒尺寸虽然得到


了细化,但是再结晶体积分数较小,最大也只有


46


5%


,这使得晶粒大小和


组织 结构呈现不均匀性。在较高的变形温度时


(950


℃~


1150



)


,温度升 高促进


了动态再结晶的形核和再结晶晶粒的长大,组织均匀性相应得到改善,但变形


温度超过


1050


℃时,虽然动态再结晶较 为充分,原始



晶粒和动态再结晶晶粒


却都过分长大,合金组织粗化严重,应避免在此温度范围的热加工。







等温锻造有以下特征:




1)


在整个锻造过程中,锻模与锻件始终保持在同一加工温度;



2)


锻造速度很慢,应变速率很小;



3)


为防止氧化,锻模与锻件有时置于真空或惰性气体环境里 。与常规锻造


相比,等温锻造的优点有:


[4,5]


1)


等温锻造可密切控制锻件尺寸,能够锻出形状复杂、精度 高的锻件,常


规锻造更符合实际需要,节省了原料,大大减少了机加工,降低了成本;< /p>



2)


锻造载荷较小,设备吨位大大减小,使锻造高温合金成为可能;



3)


一步等温锻造工序可代替三步~四步常规锻造工序,减少 了锻造作业


量,提高了效率;



4)


能够实现单道次大变形工艺,从而获得更精细的组织结构;



5)


锻件污损层为


0.058 mm


,而常规锻造的污损层为


0.254 mm




6)


等温锻造可密切控制加工参数,产品具有均匀一致的微观组织,较少出


现粗大晶粒,能 够获得


20%



30%


球状


α


相,故其机械性能与常规锻造相当或

< p>
优于常规锻造的;



7)


由于锻造温度较高,使坯料易于充满模具型腔,降低了模具磨损程度;



8)


等温锻件一般无残余应力;



9)


由于消除了模具冷却效应,


使得 在等温锻造温度下工件的变形特性更接


近于材料的真塑性变形特性。


等温锻造温度一般在


800


℃< /p>


-1150


℃之间,应变速率和变形温度对合金的组


织具有明显的影响,动态再结晶晶粒尺寸随应变速率降低和变形温度的升高而


增大。合金在较高应变速率变形时,由于塑性变形较快,合金内部具有较高的


存储能,使 得变形组织中的动态再结晶形核数量较多且形核速度较快,由于没


有充分的时间实现晶界 的迁移,导致动态再结晶晶粒细小;而合金在低应变速


率变形时,晶粒内部位错有足够的 时间通过运动而实现重组,从而有利于动态


再结晶形核和长大。同时随着变形温度的升高 ,晶界迁移能力增强,合金中原


子热振动及扩散速率加剧,位错的滑移、攀移及交滑移比 低温时容易,有利于


动态再结晶形核和长大。合金在温度


800


℃、应变速率


1


每秒时,粗大的原始< /p>


β


晶粒沿与压缩轴线接近垂直的方向被压扁拉长,晶界发生扭曲变 形甚至破碎。


由于相邻


β


晶粒间的位向 差较大,


原子排列较为混乱,


合金在低温高速下变形,


位错不容易穿过晶界进行运动,晶界为了协同变形进行迁移,因而发生了晶界

扭曲,晶界处的位错密度由于快速变形而急剧增大会产生较大的应力集中,从


而进一 步导致晶界的破碎。同时,在三叉晶界处可观察到极少量的细小的动态


再结晶晶粒。由于 三叉晶界在变形过程中承受了更大的变形,因而拥有较高畸


变能,


从而促进了动态再结晶形核的发生


[6]


< br>在变形温度


800


℃、


应变速率


0



01


每秒



时,


原始晶粒沿压应力垂直的方向被 拉长且晶界扭曲严重,


沿变形晶粒晶


界区域出现大量均匀细小的 动态再结晶晶粒。在应变速率


1


每秒



、变形温度


900


℃时,


粗大的


β


晶粒沿垂直于压缩轴线方向被压扁拉长,< /p>


变形晶粒尺寸较温



800


℃变形条件下的晶粒尺寸有所增大,除了在三叉晶界处有动态再结晶的



〇一四年四月十六日星期三



3

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