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Ti6A14V热氧化工艺及该合金内耗性能的研究

作 者: 尹振兴
导 师: 罗兵辉
学 校: 中南大学
专 业: 材料学
关键词: Ti6A14V 热氧化 耐磨性 马氏体相变 内耗
分类号: TG156.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2004年
下 载: 138次
引 用: 2次
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内容摘要


钛合金由于其优异的性能在各个领域得到了广泛的应用,然而在服役的过程中也暴露出许多问题,其中耐磨性差和低阻尼是两个重要的问题,成为限制钛合金应用和降低其寿命的两个重要原因。本文针对钛合金的这两个缺陷,研究了用热氧化工艺改善Ti6A14V的耐磨性和热处理对Ti6A14V组织和内耗性能的影响。 论文中运用了金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜及其附件、透射电镜、显微硬度仪、销—盘式磨损实验机以及多功能内耗仪等多种分析检测手段,分析了热氧化处理对Ti6A14V表面的改性作用,检测了其对试样的耐磨性的影响,研究了热处理对Ti6A14V组织及相变的影响,对比了不同热处理制度下试样的内耗性能。得到以下研究结果: (1) 热氧化处理对Ti6A14V表面具有改性作用。通过在合金表面形成一层渗氧层和氧化物,改变了表面的化学性质,提高了表层的硬度和Ti6A14V的耐磨性。 (3) 经过850℃氧化45min,然后真空中扩散12h的试样表面形成了~200μm厚的强化层,其耐磨性最好。 (4) 经过热氧化处理之后,试样的耐磨性在中轻载荷下得到了明显的提高,但是在重载荷下其对耐磨性影响不明显。 (5) 热处理对Ti6A14V的相组成和组织形态有很大的影响。1000℃固溶/淬火得到是α′针状马氏体,950℃淬火得到的组织是(α+α′针状马氏体)。900℃固溶/淬火得到了(α+α″)相,800℃~850℃固溶/淬火得到的仍然是网篮型组织,相组成为(α+α″+β过冷)。 (6) 从900℃淬火得到的试样的内耗值最高,比原始试样的内耗值提高了一个数量级。原因是由于出现了α″软相,它与α硬相的粘弹性行为作用产生高内耗。

全文目录


第一章 文献综述  6-26
  1.1 钛及钛合金简介  6-7
    1.1.1 钛的基本性质  6-7
    1.1.2 钛合金的分类  7
  1.2 钛合金的相变及组织变化  7-9
    1.2.1 钛合金的主要的组织类型及相变  7-9
    1.2.2 钛合金组织对性能的影响  9
  1.3 钛合金的摩擦磨损与研究方法  9-16
    1.3.1 摩擦磨损及摩擦磨损的机理  9-13
      1.3.1.1 磨损的实质及分类  9-10
      1.3.1.2 磨损的分类及其机理  10-13
    1.3.2 钛合金的摩擦磨损  13-14
    1.3.3 摩擦磨损试验及其研究方法  14-16
  1.4 钛合金的氧化及表面耐磨处理技术  16-21
    1.4.1 钛合金的表面技术概况与抗磨处理  16-18
    1.4.2 钛及钛合金在空气中的氧化以及氧的作用  18-19
    1.4.3 钛合金的离子渗氧技术  19-20
    1.4.4 钛合金的阳极氧化与微弧氧化技术  20-21
    1.4.5 钛合金的热氧化技术  21
  1.5 钛合金的内耗  21-25
    1.5.1 材料的内耗及其机理  21-22
    1.5.2 材料内耗的表征及测量方法  22-24
    1.5.3 钛合金的内耗及其研究现状  24-25
  1.6 本文的研究目的及内容  25-26
第二章 实验的内容与方法  26-32
  2.1 Ti6A14V耐磨热氧化处理实验方案  26-27
    2.1.1 热氧化工艺基本流程  26-27
    2.1.2 试样处理条件  27
  2.2 热处理制度对Ti6A14V的组织与内耗的影响实验方案  27-29
    2.2.1 热处理原理和要求  28
    2.2.2 试样的制备  28-29
  2.3 实验材料  29
  2.4 XRD物相分析  29
  2.5 截面显微硬度测试  29-30
  2.6 金相分析  30
  2.7 磨损试验  30
  2.8 扫描电镜分析  30-31
  2.9 透射电镜分析  31
  2.10 内耗的测定  31-32
第三章 Ti6A14V的耐磨热氧化工艺研究  32-49
  3.1 实验结果  32-41
    3.1.1 氧化前后试样的表面观察  32
    3.1.2 氧化前后试样重量的变化  32-33
    3.1.3 热氧化前后试样的XRD分析  33-35
    3.1.4 试样截面显微硬度的分布  35-36
    3.1.5 金相和扫描电镜分析  36
    3.1.6 线扫描分析  36-37
    3.1.7 磨损试验及磨损表面分析  37-41
      3.1.7.1 摩擦磨损试验  37-39
      3.1.7.2 磨损面形貌观察  39-41
  3.2 结果讨论与分析  41-48
    3.2.1 热氧化对Ti6A14V的表面的改性  41-44
    3.2.2 摩擦磨损的变化及载荷对磨损的影响  44-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章 热处理工艺对Ti6A14V的组织与内耗的影响  49-59
  4.1 实验结果  49-55
    4.1.1 不同热处理状态下的试样的硬度和组织  49-53
    4.1.2 内耗性能的测试结果  53-55
  4.2 结果分析与讨论  55-58
    4.2.1 热处理过程中Ti6A14V的相变及组织变化  55-56
    4.2.2 组织对内耗性能的影响  56-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章 结论  59-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 热处理工艺 > 特殊热处理
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