TB6钛合金开题报告
产后修复-
贵州大学
题目:
本科毕业论文开题报告
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
班
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
文
指导教
师
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
p>
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、
(α
十
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
(α
十
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]
。
p>
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
p>
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
p>
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
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
度
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
二
p>
〇一四年四月十六日星期三
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