大尺寸Ti-43Al-9V-Y合金板材的组织和性能研究

发布时间：2024-03-09 05:34

　　TiAl合金具有优异的高温性能和密度低的特点,是重要航天航空工业和汽车行业的高温结构材料。TiAl合金板材在600～900℃之间的热防护结构方面极具应用潜力,因此高质量的大尺寸TiAl合金板材成形是未来的发展方向。但是由于TiAl合金的热加工窗口窄、本征脆性大等缺点,导致TiAl合金板材的制备困难,且板材的后续热塑成形难度大。新型的β-γTiAl合金的热加工性能明显优于传统的γ-TiAl合金,研究β-γTiAl合金大尺寸板材制备有重要意义。本文通过优化工艺参数成功制得了大尺寸TiAl合金板材,研究了大尺寸TiAl合金板材不同截面的显微组织和织构,分析了板材力学性能各向异性,研究了TiAl合金板材加载速度、初始变形温度以及模具温度对板材热弯曲成形效果的影响。通过合理的工艺参数制备了尺寸为500mm×400mm×(2～3)mm的β-γTiAl合金板材。研究板材横截面、纵截面、轧面三个截面上的显微组织。大尺寸TiAl合金板材主要由少量的等轴γ晶粒、板条状γ晶粒、大量近似等轴的β/γ层片组织、β相和白色的析出物Y2O3组成。板材发生大量变形和充分再结晶能够明显细化合金的显微组织,绝大多数的γ晶...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 TiAl合金的概况
        1.2.1 TiAl合金的发展
        1.2.2 TiAl合金的相图和晶体结构
        1.2.3 TiAl合金的显微组织和热处理
        1.2.4 TiAl合金板材织构
    1.3 TiAl合金的热加工方式
        1.3.1 TiAl合金锻造技术
        1.3.2 TiAl合金挤压技术
        1.3.3 TiAl合金板材轧制技术
    1.4 TiAl合金板材制备研究现状
    1.5 板材热变形
    1.6 有限元模拟
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料的制备
        2.1.1 TiAl合金铸锭及锻坯的制备
        2.1.2 TiAl合金板材制备
    2.2 实验测试方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 显微组织观察
        2.2.3 力学性能测试
        2.2.4 有限元模拟
第3章 板材显微组织和织构分析
    3.1 引言
    3.2 显微组织分析
        3.2.0 TiAl板材的组织成分分析
        3.2.1 TiAl板材的显微组织均匀性分析
        3.2.2 TiAl板材的织构分析
    3.3 本章小结
第4章 板材力学性能分析
    4.1 引言
    4.2 TiAl板材室温拉伸性能及断口形貌分析
    4.3 TiAl板材高温拉伸性能及断口形貌分析
    4.4 本章小结
第5章 板材热变形的有限元模拟
    5.1 引言
    5.2 几何模型和装配模型建立
    5.3 单元类型选择和网格划分
    5.4 有限元模拟材料建立
    5.5 有限元模拟结果
        5.5.1 加载速度对热变形的影响
        5.5.2 板材温度对热变形的影响
        5.5.3 三因素对板材成形的影响
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3922975