热处理工艺和热变形参数对Ti-20Zr-6.5Al-4V合金组织与性能的影响

摘要

钛及钛合金具有高的比强度、淬透性、延展性、耐腐蚀性及耐高温性能，是一种非常重要的新型金属结构材料，广泛应用于航空航天、能源、冶金、军事、医疗、化工以及海洋石油开采等方面。但是钛合金的耐磨性能较差，极大地限制了钛合金应用范围。锆具有低的密度和良好的耐腐蚀性、耐磨性、抗辐射诱发蠕变以及适中的力学性能。为了改善钛合金的力学性能，通过添加Zr元素设计了一系列的新型TiZrAlV合金，这些合金都拥有优异的力学性能。其中Ti-20Zr-6.5Al-4V是最优组成，本文以Ti-20Zr-6.5Al-4V合金作为研究对象，研究了热处理工艺以及热变形参数对Ti-20Zr-6.5Al-4V合金的组织及力学性能的影响，以便通过控制热处理工艺和热变形参数得到期望的合金性能。
　　结果表明，Ti-20Zr-6.5Al-4V钛合金经850~1000?C固溶处理后得到一种α+β的双相组织，随着固溶温度的升高，α?相的含量逐渐减少，其尺寸也不断的变小，β相晶粒尺寸不断增大。固溶处理时，α相首先从晶界析出，时效处理过程中发生α→β以及β→α相转变。Ti-20Zr-6.5Al-4V钛合金经过固溶处理后其抗压强度和压缩收缩率较高，屈服强度较低，时效处理后其真屈服强度显著提高，其真抗压强度略有提高，而其压缩收缩率明显减小。
　　Ti-20Zr-6.5Al-4V钛合金经过不同冷却速率、变形量和变形温度的处理后的组织由α相和β相两相组成。随变形温度的升高，α相的尺寸增加，随冷却速率的增大，α相的含量不断减少，变形抑制了β→α相的转变。随着冷却速率和变形量的增大，合金的硬度增加。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 前言

1.2 钛及钛合金

1.3 钛合金的合金元素

1.4 钛合金的微观组织

1.5 钛合金的相变和热处理

1.6 本文研究目的和主要内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1 实验材料

2.2 热处理方法及试验方法

2.3 微观组织结构分析

2.4 本章小结

第3章 固溶及时效热处理对钛合金组织与性能的影响

3.1 引言

3.2 钛合金组织的XRD分析

3.3 显微组织结构分析

3.4 压缩力学性能分析

3.5 扫描断口分析

3.6 本章小结

第4章 热变形参数对钛合金组织与性能的影响

4.1 引言

4.2 冷却速率对Ti-20Zr-6.5Al-4V钛合金相变的影响

4.3 变形量对Ti-20Zr-6.5Al-4V钛合金相变的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢