钛合金空心球制备技术研究

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1、分类号：密级：）UDC：编号：）工学硕士学位论文钛合金空心球制备技术研究硕士研究生：杨会光指导教师：姜风春教授学科、专业：材料科学与工程论文主审人：赵成志教授哈尔滨工程大学2018年01月分类号：密级：）UDC：编号：）工学硕士学位论文钛合金空心球制备技术研究硕士研究生：杨会光指导教师：姜风春教授学位级别：工学硕士工程领域：材料科学与工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegre

2、eofM.EngTheStudyonFabricationProcessofTitaniumAlloyHollowSpheresCandidate:YangHuiguangSupervisor:Prof.JiangFengchunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngin

3、eeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈

4、尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要空心球复合材料是一种良好的减振降噪材料，具有良好的综合性能。因其通过

5、加工工艺、空心球的尺寸和壁厚的变化以及基体和球体材料的改变，使空心球复合材料的性能发生变化，这是实体材料所无法比拟的。此外它的性能数据不仅仅可应用于特殊应用的评估，通常也可用于建立数据库帮助包含该种材料的多孔材料或元件的计算机辅助建模。然而，由于非金属空心球与金属基体材料界面结合能力较差，小尺寸金属空心球制备困难，导致金属基空心球复合材料的应用受到限制。本课题参照恒压锻造理论，结合扩散焊接连接技术，主要研究了钛合金在冲压成型/扩散焊接两个成型步骤中，不同塑性变形量分配方案下的空心球制备技术和力学性能。研究结果证明：通过冲压成型过程制备钛合金空心半

6、球过程中，由于供货态TC4物相组成为α-Ti与β-Ti的双相组织，板材抗拉强度可以达到1212MPa，但由于材料微组织的不均匀分布，导致板材塑性变形能力不足，不足以实现小直径空心半球冲压成型过程；TA4板材为α-Ti单相组织，虽然密排六方晶体结构限制了位错滑移，能够以孪生变形的方式产生足够的塑性变形量。由于冲压过程中各部分受力状态差异较大，导致冲压速率对材料断裂失效呈现比较明显的影响，冲压速率的降低可以为平衡冲压成型的变形量分布不均提供时间，在冲压速率从30mm/min降低到0.3mm/min过程中，TA4板材的断裂时效位置从接近凹模边缘的位置，

7、移动到与凸模对称轴呈45°角的位置上，板材在试验设计条件下的极限变形量逐渐增加，最终在0.3mm/min试验条件下实现实验设计冲压变形量。钛合金板材扩散焊接工艺试验中，为在扩散焊接过程中同时实现钛合金热塑性变形过程，将扩散焊接保温温度设计为750℃，在扩散焊接压力为15MPa条件下研究保温时间对焊缝位置元素扩散距离的影响，扩散时间为2h条件下，探究扩散焊接压力对焊接界面缺陷形貌的影响。试验结果显示，随着扩散时间的增加，元素在界面位置的扩散距离随之增加，焊接缺陷随着扩散焊接压力的增加数量和尺寸均有所减小，在15MPa压力条件下，750℃保温2h，T

8、A4-TA4板材之间获得良好的扩散焊接接头，且试样在焊接过程中厚度方向上不发生明显的塑性变形。在过变形量冲压成型（凸模冲压位移约为2.5