双相钛合金Ti-6Al-4V在高应变率加载下变形和损伤各向异性

发布时间：2022-12-06 03:19

　　钛合金由于其优良的性能,作为主要的结构件需要承受很高应变率的冲击加载,了解更高应变速率下钛合金变形和损伤响应是非常必要的。作为较常见的密排六方材料,而高应变率加载下（～105/s）双相钛合金变形和损伤各向异性机理研究较少。各向异性研究对双相钛合金工程应用以及性能优化提供参考依据。为此,本文以Ti-6A1-4V轧制板块作为研究对象,利用Φ14 mm—级轻气炮高压加载技术和多普勒光纤测量系统分别测量沿法向（Normal direction,ND）和横向（Transverse direction,TD）加载的冲击响应,结合扫描电镜、电子背散射衍射技术、X射线衍射技术等对回收样品进行微观扫描和位错密度计算,研究一维应变高应变率加载下钛合金的微观组织对冲击塑性变形和损伤各向异性的影响。得到以下结论:（1）实验测得轧制Ti-6A1-4V板块Hugoniot弹性极限、层裂强度各向异性不明显,横向方向略高;但是两不同冲击方向上的拉伸应变率和回跳加速度差异明显:沿横向方向加载在塑性形变量更高的情况下回跳加速度反而更低,说明变形和损伤不是正相关的。回跳加速度与损伤破坏速率有关,横向方向有可能通过塑性变形抑... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 双相钛合金简介
        1.2.1 双相钛合金的基本性质
        1.2.2 双相钛合金的塑性变形方式
        1.2.3 双相钛合金的应用
    1.3 双相钛合金各向异性影响因素
        1.3.1 双相钛合金的晶体结构
        1.3.2 双相钛合金的织构
    1.4 双相钛合金Ti-6Al-4V高应变率加载研究背景
        1.4.1 层裂破坏研究历史回顾
        1.4.2 层裂破坏中涉及的物理过程
        1.4.3 双相钛合金Ti-6Al-4V的研究现状和选题依据
        1.4.4 研究意义
    1.5 研究内容
第2章 一维平板撞击层裂实验原理与方法
    2.1 引言
    2.2 一级轻气炮平板加载与测量方法
        2.2.1 一级轻气炮加载系统简介
        2.2.2 层裂实验基本原理
        2.2.3 样品及飞片尺寸设计原则
        2.2.4 冲击信号测量系统
    2.3 回收样品微观表征技术
        2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.2 电子背散射衍射技术(EBSD)
        2.3.3 损伤度统计
        2.3.4 X射线衍射(XRD)
    2.4 本章小结
第3章 双相钛合金Ti-6Al-4V宏观力学性能分析
    3.1 引言
    3.2 双相钛合金Ti-6Al-4V原始表征
    3.3 一维平板撞击层裂实验
        3.3.1 层裂实验方案
        3.3.2 层裂实验中宏观力学物理量的确定
        3.3.3 层裂实验结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 双相钛合金Ti-6Al-4V变形各向异性
    4.1 引言
    4.2 维应变下双相钛合金微结构
    4.3 维应变下双相钛合金变形各向异性
        4.3.1 一维应变下形变量各向异性
        4.3.2 一维应变下形变孪晶和位错滑移各向异性
        4.3.3 一维应变下位错密度各向异性
    4.4 本章小结
第5章 双相钛合金Ti-6Al-4V损伤各向异性
    5.1 引言
    5.2 层裂损伤度各向异性
    5.3 层裂损伤各向异性分析
        5.3.1 初始层裂损伤各向异性分析
        5.3.2 完全层裂损伤各向异性分析
    5.4 损伤各向异性机制简介
    5.5 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]熔化状态下金属样品表面的微喷射问题[J]. 陈永涛,洪仁楷,陈浩玉,任国武.  物理学报. 2016(02)
[2]多晶纯钛的孪生系统选择准则[J]. 宝磊,赵骧.  科学通报. 2013(09)
[3]孪晶类型对AZ31镁合金静态再结晶的影响[J]. 曾真,信运昌,王茂银,刘庆.  材料热处理学报. 2012(08)
[4]Mg-W体系密度梯度飞片复杂加载实验的计算分析[J]. 柏劲松,罗国强,王翔,唐蜜,戴诚达,谭华.  力学学报. 2010(06)
[5]钛及钛合金在汽车上的应用[J]. 李中.  中国有色金属学报. 2010(S1)
[6]中低应变量冷轧AA1050铝合金中晶粒取向与形变位错界面的演变[J]. 刘庆,姚宗勇,A.Godfrey,刘伟.  金属学报. 2009(06)
[7]基于Johnson-Cook模型的TC16钛合金动态本构关系[J]. 杨扬,曾毅,汪冰峰.  中国有色金属学报. 2008(03)
[8]现代扫描电镜的发展及其在材料科学中的应用[J]. 吴立新,陈方玉.  武钢技术. 2005(06)
[9]电子背散射衍射技术及其在材料科学中的应用[J]. 刘庆.  中国体视学与图像分析. 2005(04)

博士论文
[1]Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr（wt.%）铸造耐热镁合金高温变形、强化及断裂机制的研究[D]. 尹冬弟.上海交通大学 2013

硕士论文
[1]不同应变速率下高纯钛微观结构和织构演变[D]. 程佑铭.重庆大学 2013



本文编号：3710950