tc4合金的性能研究开题报告-北科大

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1、北京科技大学硕士研究生开题报告目　　录1前言11.1课题背景11.2课题的目的和意义22文献综述32.1纯钛的性能及特点32.2钛合金的概念及分类52.3钛合金的特点及应用62.3.1钛合金的特点62.3.2钛合金的应用72.4TC4合金的组织及性能92.4.1TC4合金的组织92.4.2TC4合金的基本性能112.4.3TC4合金基本相的组成122.5国内外钛合金研究进展122.6钛合金的热处理152.6.1钛合金热处理的分类152.6.2钛合金固溶时的相变162.6.3钛合金时效时的相变172.6.4钛合金固溶时效条

2、件选择192.6.5TC4钛合金的固溶时效工艺203研究内容及研究方案213.1研究目标213.2研究内容213.3研究方案及技术路线213.3.1固溶时效实验213.3.2拉伸实验223.3.3金相实验22II--北京科技大学硕士研究生开题报告3.3.4显微硬度233.4技术路线233.5课题难点234研究工作计划及时间安排24参考文献25II--北京科技大学硕士研究生开题报告1前言1.1课题背景钛是一种具有优异物理机械性能和耐化学介质腐蚀的金属。与其它金属相比，它有许多可贵的优点，这些优点使其在国民经济各部门中具有特

3、殊用途。钛的熔点高，比重小，仅为钢的57%，强度高，超过高强度钢和铝合金，具有良好的热强稳定性、低温韧性、高耐蚀性和优良的工艺性能。这种少有的综合性能使钛成为现代技术最有前途的结构材料之一。此外，钛在地壳中的蕴藏量极为丰富，其含量占地壳重量的0.61%，在所有元素中占第十位，在金属中仅次于铝、铁、镁占第四位，比常见的铜、锌、铅、锡和镍的蕴藏量总和还多。这些特点，使钛深得世界各国的普遍重视，因而发展也很快。虽然钛的价格目前仍较高，但基于它的特性，在很多场合下，采用钛在经济上是有利的。对于某些特殊生产，钛是可以用来制造设备的

4、最理想的金属材料[1]。钛合金具有比强度高、高温性能好、防腐蚀能力强的优点，在航空航天等领域得到了广泛的应用。目前钛合金开发和应用的重点仍然是航空航天工业的结构件。钛合金具有强度接近中强度钢而且密度小的特点，代替结构钢和高温合金，能大幅度减轻结构重量，还具有耐热性能好的特点，因此在飞机的高温部位(如后机身等)，可取代因高温使用性能不能满足要求的铝合金。在400℃-500℃范围内，钛合金比持久强度、比蠕变强度和比疲劳强度都明显优于耐热不锈钢。钛合金和飞机上大量使用的复合材料的强度、刚度匹配较好，同时由于两者电位比较接近，不

5、易产生电偶腐蚀，相应部位的结构件和紧固件宜采用钛合金作为结构件，因此钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，其应用水平是衡量武器装备先进程度，影响武器装备战备性能的重要方面。由于这些优点，从50年代开始，在较短的时间内，钛工业得到了迅速的发展，钛及钛合金已广泛应用于航空、航天、化工、石油、冶金、电力、舰船及医疗器械等行业，被誉为“现代金属”、“第三金属”、“战略金属”[2-3]。随着我国钛工业生产规模的不断扩大，产量逐年增加，冶炼和加工技术的改进，在满足国防军事工业需要的同时，从1972年起，钛在石油化工、冶金、轻工

6、、机械、仪表、医疗卫生等方面也得到了越来越多的应用，并取得了良好的使用效果，在这些民用工业中享有很高的声誉，钛材在我国民用工业生产中的应用已经有了良好的开端。26--北京科技大学硕士研究生开题报告我国钛资源极为丰富，居世界前列，发展钛工业有着雄厚的物质基础。建国以来，我国的钛工业从无到有，从小到大，发展迅速，现在已形成初具规模的体系。钛加工材也有较大幅度的增长，品种不断增加，质量不断提高，这为钛合金材在国防工业、尖端技术以及国民经济各部门中更广泛的应用开拓了广阔的前景[4]。1.1课题的目的和意义钛合金材料是航空航天工业

7、的“脊柱”之一，钛合金由于具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点，可进行各种方式的零件成形、焊接和机械加工，被用于制造飞机上各种零件，小至螺钉、螺母等紧固件，大至机身骨架、隔框等结构件。其质量直接决定了其所装备的机械设备可靠性的高低、精度的大小、性能的好坏以及使用寿命的长短。钛合金的广泛应用及其要面对的不同工作环境要求其必须有良好的物理化学性能以满足其服役的要求，而热处理工艺决定了钛合金的性能，因此，钛合金热处理工艺的研究显得尤为重要。传统的TC4钛合金冶金工艺周期长、能耗大，阻碍其广泛的应用。锻造方法制得的钛合金零部件

8、虽力学性能较好，但零部件加工成本高，难以制成形状复杂的零件，铸造虽可以减少材料浪费，获得形状相对复杂的零件，但是在铸造过程中，零部件容易产生成分偏析、缩孔、缩松等铸造缺陷，从而导致铸造制得的零件力学性能不好。（热处理的作用、好处）钛合金的性能与它的微观组织形貌有着密不可分的关系，而微观组织形貌取决于合金的热处理工艺，