热氢处理对ti3al合金组织结构和热变形行为的影响

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1、硕士学位论文热氢处理对Ti3Al合金组织结构和热变形行为的影响EFFECTOFTHERMO-HYDROGENPROCESSINGONMICROSTRUCTUREANDDEFORMATIONBEHAVIOROFTi3AlALLOY孙越麒哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG166.5学校代码：10213国际图书分类号：66.04密级：公开工学硕士学位论文热氢处理对Ti3Al合金组织结构和热变形行为的影响硕士研究生：孙越麒导师：孙东立教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：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C

2、lassifiedIndex:TG166.5U.D.C:66.04DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTOFTHERMO-HYDROGENPROCESSINGONMICROSTRUCTUREANDDEFORMATIONBEHAVIOROFTi3AlALLOYCandidate：SunYueqiSupervisor：Prof.SunDongliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffilia

3、tion：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要热氢处理可以降低Ti3Al合金的热变形抗力，有助于改善后续热处理过程中的显微组织结构，并提升Ti3Al合金的力学性能和热加工性能。本文研究了Ti3Al合金的渗氢处理工艺以及氢对合金相组成、显微组织和热变形行为的影响，还研究了真空除氢处理工艺，并初步探讨了除氢工艺对合金相组成和显微

4、组织的影响规律。利用称重法测量不同渗氢工艺和除氢工艺处理后Ti3Al合金的氢含量，通过XRD分析不同氢含量及其除氢后Ti3Al合金的相组成。利用Gleeble-1500型热加工模拟试验机对不同氢含量Ti3Al合金以不同的热变形条件进行高温压缩试验，并计算了不同氢含量Ti3Al合金的变形激活能。通过金相、SEM和TEM等手段分析在不同热变形条件下不同氢含量Ti3Al合金变形前后的显微组织变化。研究结果表明，随着渗氢温度提高，Ti3Al合金氢含量的整体水平上升；随着氢气流速的增加，合金氢含量先升高后降低，在氢气流速为550ml/min时氢含量达到最大值；随着

5、试样比表面积的增大，Ti3Al合金氢含量逐渐增大。当氢含量达到0.3wt%时，Ti3Al合金中出现了ε氢化物，即TiH2相，随着氢含量增加，TiH2的体积分数增大。氢的加入使Ti3Al合金晶粒细化，随着氢含量的增加，晶界处α2相变得破碎，晶粒内部的α2相片丛被逐渐长大的细针状O相所取代。氢化物呈片状，在O相内析出，析出相ε氢化物与O相存在一定的取向关系：[111][212]，(101)(223)。OO氢可以使Ti3Al合金的峰值流变应力降低，随着氢含量增加，Ti3Al合金峰值流变应力先降低后升高，当达到某一特定的氢含量时，峰值流变应力达到最小值。同时

6、，氢的加入可使Ti3Al合金在较低的变形温度和较高的应变速率下进行成型加工。Ti3Al合金的变形激活能为828.32kJ/mol，含氢0.3wt%Ti3Al的变形激活能降低，为696.87kJ/mol。Ti3Al合金在较低温度下变形时动态再结晶过程占据主导地位，随着变形温度的升高，动态回复占据主导地位；在较高应变速率下变形时动态再结晶不明显，组织中有微裂纹产生，应变速率的降低可促进动态再结晶的发生；氢的加入能够促进Ti3Al合金动态回复和动态再结晶的发生。含氢Ti3Al合金经850℃-4h的工艺除氢后，除氢前氢含量为0.3wt%Ti3Al合金的氢化物消失

7、，除氢前氢含量为0.7wt%Ti3Al合金氢化物体积分数减少。两种氢含量的Ti3Al合金除氢后晶粒尺寸都变大，基本恢复为较为完整的魏氏组织形态。--I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键词：Ti3Al合金；热氢处理；显微组织；热变形行为--II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThermo-hydrogenprocessing(THP)cannotonlyreducehotdeformationresistanceofTi3Alalloy,butalsomakecontributiontothechangeofthealloy’smicro

8、structureinthefollowingheattreatmentproc