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钛基复合材料的回火转变研究(3)

时间:2023-01-17 09:37来源:毕业论文
钛的工业化起步在20世纪60年代,发展时间不长,但是速度非常快。早在70年代就有人对钛和钛基复合材料进行研究,不久之后钛和钛基复合材料就得到了快

 钛的工业化起步在20世纪60年代,发展时间不长,但是速度非常快。早在70年代就有人对钛和钛基复合材料进行研究,不久之后钛和钛基复合材料就得到了快速的发展。尽管钛基复合材料的研究时间相对来说比较短,然而对于钛和钛和钛基复合材料没有受到影响。钛合金和优质钢的强度差不多,是好的热金属材料的上佳选择[4]。早在2008年,全世界一年的钛产量大约13万吨。伴随着我国经济的飞快发展,钛的需求量在我国变得非常大。2006年4。96万吨,钛材2。77万吨。这件事也是有喜有忧,高兴地是我国钛业的发展壮大,不足之处是产能过剩,影响钛产品的经济效益[5]。

我国钛业技术和美、日、俄相比差距太大。我国的钛业发展还有好长的一段路要走。其中重要的一件事就是必须提高钛业生产技术和科研水平。目前钛的应用增长速度是每年20%,主要在航空,航天方面如美国战机F-22、V-22采用几种复杂的Ti-6Al-4V合金件。目前,钛合金铸件的最大尺寸达到直径∅1300mm,最大重182kg[5]。

对材料进行热处理可以提高金属材料的力学性能和物理化学性能,发挥材料的潜能,延长金属材料的使用寿命[6]。把钛材进行热处理加工有利增强钛材的竞争力。钛材的热处理一般为退火、淬火、固溶和实效。

1。2钛的合金相变

根据不同的方法可以将钛合金分为不同的类型。根据亚稳定状态相组成可分为α型、近α型、α+β型,近β型亚稳定β型和β型。根据退火后的组织特点可分为α型、α+β型和β型钛合金三大类[7]。

在室温或使用的温度下,α型钛合金下具有α型单相态,不能够进行热处理强化(追灭是唯一的处理方式),,依靠的主要是固溶强化。在室温强度方面一般低于β型和α+β型钛合金(但高于工业纯钛),然而在温度较高(500℃、600℃)情况下的强度以及蜕变,在强度方面α型钛合金却是三类钛合金当中最高的,并且组织比较稳定,焊接性能和抗氧化性能比较好,可切削加工性能和耐腐蚀性能也较好,然而在塑性方面比较低(热塑性比较良好)室温冲压性能差。

β型钛合金可以通过热处理方式强化,强度比较高,有良好的压力加工性和焊接性能。但在性能方面不够稳定,有较复杂的熔炼工艺,所以在应用方面不如α型、α+β型钛合金广泛。用途:工作温度低于350℃以下工作的零件,主要的应用在于生产多种热处理(固容、时效)的焊接件和板材冲压件[8]。

纯钛发生同素异构转变的温度是882。5℃。当纯钛自的温度从较高的温度逐渐冷却到882。5℃时,纯钛由体心立方晶格的β相转变成密排六方晶格的α相,也就是发生同素异构转变[9]。在这个过程中,根据冷却速度的不同,发生的主要相变有β→α’,β→α”,β→ω,β→α。同一合金,由于炉次不同,甚至同一炉次的合金,由于成分上的不同(所包含氧,氮等杂质元素的差异),其β转变温度相差5~70℃,一般相差40℃左右。

当钛合金冷却时,主要发生在β相区,一般会有叶片状的α相析出,冷却速度和合金的性质决定了α相的粗细程度,但是它们的基本形貌是相同的。很多钛合金是从β相区以一定速度冷却的。

钛合金能够发生同素异构转变,它的产物具有组织遗传的特性。如果将该物质连续冷却后,如果再次加热到β相区时,α相就有可能发生转变,生成β相,如果继续冷却,就会再次形成魏氏组织。该组织常常会出现晶粒比较粗的β相和晶界为网状的α相,这样就会有较差的拉伸塑性以及不佳的疲劳强度。为了抑制这种现象的发生,使能够得到的相为等轴组织或者是双态组织,可以通过形变或者再结晶完成,同时也说明了热加工变形对钛合金的组织影响巨大[9]。 钛基复合材料的回火转变研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_124593.html

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