Ti-Al-V-Fe-O合金热变形行为及热处理工艺研究

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1、硕士学位论文Ti-Al-V-Fe-O合金热变形行为及热处理工艺研究THESTUDYONHOTDEFORMATIONBEHAVIOURANDHEATTREATMENTOFTi-Al-V-Fe-OTITANIUMALLOY吴晓明哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：620.18密级：公开工学硕士学位论文Ti-Al-V-Fe-O合金热变形行为及热处理工艺研究硕士研究生：吴晓明导师：傅恒志教授协助指导：王亮讲师申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:TG249.5U.D.C:621.74DissertationfortheMasteralDegreeinEngineeringTHESTUDYONHOTDEFORMATIONBEHAVIOURANDHEATTREATMENTOFTi-Al-V-Fe-OTITANIUMALLOYCandidate：WuXiaomingSupervisor：FuHengzhiAssociateSupervisor：WangliangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAff

3、iliation：SchoolofMaterialScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要钛合金具有比强度高、耐腐蚀、综合力学性能优异的特点，有着广阔的应用前景。当前钛工业正经历着以航空航天为主要市场的单一模式，向化工、汽车、体育等民用领域过渡阶段，然而过高的成本限制其应用。因此本文以高强度低成本Ti-Al-V-Fe-O合金为研究对象，分析了合金的热变形流变行为以及微观组织演变规律，绘制热加工图，优选最优

4、锻造工艺参数，同时系统研究了合金固溶时效工艺，优选最佳工艺参数。采用Gleeble-1500D热模拟机，选取不同变形温度以及应变速率进行热模拟实验，结果表明：随着变形温度升高，应变速率降低，流变应力降低，合金属于负温度及正应变敏感材料。分别建立了基于考虑应变影响的Arrhenius本构模型的α+β两相区以及β单相区的应力应变关系。基于动态材料模型以及Prasad失稳准则，建立热加工图，预测失稳区域，该区域易发生绝热剪切现象。合金适宜热变-1形区：应变速率为0.001-0.01s，变形温度为875℃-925℃。分析热变形参数对于微观组织的影响。两相区变形软化机制包含动态球化以及动态再结晶。两相区

5、，随着变形温度升高，应变速率增大球化率降低。相变点以上主要为亚晶合并形核，为动态回复软化机制。研究了铸态Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金的固溶时效工艺，其结果表明：固溶态组织主要由初生α相、次生α相包含α'相以及未转变的亚稳β相。随着固溶温度升高，初生α相减少，次生α相增多。单相区固溶时，初生α相消失，β晶粒内出现α片集束。两相区固溶，不同温度时效组织主要由固溶产生的α相、时效过程中产生时效α相以及未转变的β。时效温度较低时，α相形核能较低，元素扩散困难，需借助弥散分布的ω相形核，因而针状α相细小而弥散。时效温度升高，α相形核以及长大驱动力大，时效α相易长大变粗。固溶后淬火时

6、效出现相同的变化趋势，时效α相更细小。结合力学性能分析，975℃/1h/WQ+540℃/5h/AC，合金的峰值强度以及断裂应变可达1813MPa、32.41%，综合力学性能最优。关键词：Ti-Al-V-Fe-O；热变形；固溶时效；本构方程；热加工图-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractTitaniumhasadvantagesofhighspecificstrength,excellentcorrosionresistance,greatcomprehensivemechanicalpropertiesandbroadprospectsinapplication.Theconsump

7、tionoftitaniumischangedfromaerospacetocivilfields,includingchemicalengineering,automobileandsportsgoods.Thehighcostlimitsitsapplication.ThispaperisbasedonthehighstrengthandlowcostTi-Al-V-Fe-O,analyzet