异步热轧及热处理对钛及钛合金组织性能影响

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文异步热轧及热处理对钛及钛合金组织性能影响作者姓名：安成钢指导教师：申请学位级别：学科专业称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：高秀华教授东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室硕士学科类别：工学材料加工工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月．Ⅺf啤7日答辩委员会主席：张晓明教授李壮教授邱春林副教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinMaterialsProcessingEngineeringlIIllllllhlllllllllllll[1llY

2、2989494TheEffectofAsymmetricRollingandHeatTreatmentontheA僵iCr0StruCtureandPropertiesofTitaniumandTitaniumAlloybyAnChenggangSupervisor：ProfessorGaoXiuhuaNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过

3、的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：蛐El期：细J啤列砚学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：燃

4、签字日期：油f也孕6栖波两年剐／／导师签名：槲签字日期：蒯碉万方数据东北大学硕士学位论文摘要异步热轧及热处理对钛及钛合金组织性能影响摘要钛及钛合金以优异的性能广泛应用于航空航天、航海、军用装备、医疗器械等尖端科学领域，被誉为“第三金属”和“战略金属”。为进一步提高钛合金的性能，细晶强化作为同时提高材料强塑性的有效手段越来越引起人们的关注。在材料加工过程中，主要通过剧烈塑性变形(SPD)以及热机械过程(TMCP)两种方式来改善组织细化晶粒。从工业生产的角度出发，异步热轧技术是可以将两种手段的特点相结合的

5、加工方式。一方面借助异步轧制过程中形成的“搓轧区”，实现剧烈塑性变形，破碎晶粒细化组织；另一方面在热轧改善了钛合金密排六方结构难变形的问题，并通过再结晶以及后续冷却控制晶粒尺寸。异步热轧技术在轧制铝合金方面取得良好的效果，而对于异步热轧在钛合金中的应用则鲜有报道。因此本文对异步热轧技术在钛及钛合金中的应用进行了初步探索研究。本文以工业纯钛TA2及钛合金TC4作为研究对象，利用东北大学RAL国家重点实验室研制的新型400ram二辊异步热轧实验机和450mm异径异步热轧实验机，研究异步热轧及热处理工艺参数

6、对钛及钛合金显微组织和力学性能的影响规律，论文主要研究工作及结果如下：(1)通过差热分析法测定了实验用TA2的“B相变点温度为899"0，TC4的a+p／13相变点温度为991℃。通过钛及钛合金的晶粒粗化实验表明，在低于B相变点以下加热时，晶粒尺寸随加热温度升高而增大，但未发现明显粗化。因此加热温度可以选择较高的温度，为后续热变形提供便利。(2)利用热模拟实验机研究了变形参数对TA2和TC4再结晶行为、组织以及硬度的影响。结果表明：在热变形过程中，TA2以动态同复为主，而TC4则发生了动态再结晶，有利

7、于热变形过程晶粒细化。随变形温度降低、应变速率增大，TA2和TC4变形抗力不断增大，晶粒发生细化，显微硬度值升高。因此，在热变形过程中，在相变点以下进行加热，采用低温、大压下以及大应变速率进行变形，有利于获得综合性能优良的钛及钛合金。(3)利用异步热轧机开展TTA2署IITC4异步热轧实验。结果表明：在其他条件相似情况下，采用异速比为1．2光辊轧制与同步轧制过程相比，TA2轧制力降低了35．6％，TC4轧制力降低了17．3％。与异步光辊轧制相比，采用表面毛化轧辊万方数据东北大学硕士学位论文摘要轧制时，

8、异步速比对TC4组织性能影响明显，采用异步速比为1．2热轧，退火处理后TC4强度比同步SLN抗拉强度提高98MPa，屈服强度提高39MPa。(4)异步热轧时采用可逆轧制较单向轧制更有利于细化晶粒。异步热SLTC4过程中采用轧程间淬火可以为下一阶段变形储存畸变能，提供再结晶形核点，有利于细化组织，提高综合性能。(5)通过异步热轧及退火处理方式，采用毛化轧辊，大异速比三轧程轧制，轧程间采用淬火的方式，在实验室条件下可获得良好综合性能，TA2板材抗拉强度为55