预变形和多级时效对NbTi合金组织与性能的影响

发布时间：2023-11-04 15:59

　　NbTi合金具有较好的中低磁场超导性能、优异的机械加工性能、低廉的加工及应用成本,主要以NbTi/Cu多芯复合线材的形式广泛应用于磁悬浮列车、核磁共振成像仪和国际热核聚变实验堆等工程项目。临界电流密度是NbTi/Cu多芯复合线材应用过程中最主要的超导性能指标之一,可通过优化预变形工艺和多级时效制度调控NbTi合金微观组织以提高超导线材临界电流密度,从而拓宽超导线材应用领域和提高商业化竞争力。本文针对NbTi合金,确定其β/α相变温度,研究分析β/α相变过程,为确定合理的时效温度区间和后续实验结果分析奠定基础;围绕预变形程度对NbTi合金时效后微观组织和硬度的影响进行研究;在此基础上进一步探明多级时效对NbTi合金微观组织和硬度的影响,获得适用于制备高性能超导线材的多级时效制度。研究主要获得以下结论:(1)JMatPro软件计算获得的NbTi合金β/α相变温度为616℃,差热分析法测定值为620℃,综合确定NbTi合金β/α相变温度为61 8℃;NbTi合金低温时效时主要相变过程为亚稳β→β+β’,β’→β+ωiso→β+ωiso+α→β+α,中高温时效时主要相变过程为亚稳β→β+β’→...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 NbTi合金概述
        1.1.1 NbTi合金应用与超导线材制备
        1.1.2 NbTi合金预变形与多级时效
        1.1.3 NbTi合金二元相图与相组成
    1.2 国内外相关领域研究现状
        1.2.1 NbTi合金预变形的研究现状
        1.2.2 NbTi合金多级时效的研究现状
    1.3 高性能NbTi/Cu多芯复合线材制备需解决的问题
    1.4 选题背景与意义
    1.5 本文主要研究内容
2 研究基础与方法
    2.1 实验材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 固溶处理
        2.1.3 预变形
        2.1.4 多级时效
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 差热分析
        2.2.2 试样制备
        2.2.3 金相显微镜和扫描电镜分析
        2.2.4 X射线衍射分析
        2.2.5 电子背散射衍射分析
        2.2.6 透射电镜分析
        2.2.7 微观组织定量分析
        2.2.8 硬度测试
    2.3 热力学计算和动力学建模
        2.3.1 相图热力学计算
        2.3.2 相变动力学建模
    2.4 本章小结
3 NbTi合金相变温度与相变过程
    3.1 β/α相变温度计算
    3.2 β/α相变温度测定
    3.3 β/α相变温度讨论
    3.4 β/α相变过程分析
    3.5 本章小结
4 预变形程度对NbTi合金时效后微观组织和硬度的影响
    4.1 NbTi合金初始组织
    4.2 多向自由锻态NbTi合金微观组织
    4.3 预变形程度对NbTi合金时效后微观组织的影响
        4.3.1 相的组成和分布
        4.3.2 晶粒形貌和分布
        4.3.3 晶粒取向和织构
    4.4 预变形程度对NbTi合金时效后硬度的影响
    4.5 本章小结
5 多级时效对NbTi合金微观组织和硬度的影响
    5.1 时效温度对NbTi合金微观组织和硬度的影响
        5.1.1 时效温度对NbTi合金微观组织的影响
        5.1.2 时效温度对NbTi合金硬度的影响
        5.1.3 NbTi合金时效温度优化
    5.2 时效级数对NbTi合金微观组织和硬度的影响
        5.2.1 时效级数对NbTi合金微观组织的影响
        5.2.2 等温相变动力学模型
        5.2.3 时效级数对NbTi合金硬度的影响
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3860618