【摘要】：空間飛行器在長期服役過程中受到太空中極其惡劣的環(huán)境影響,導致大量的關鍵零部件損傷或失效。因此,空間技術的發(fā)展要求航空結構材料應具有保持結構尺寸穩(wěn)定性、較高的強度、良好的塑性、韌性、耐腐蝕以及耐高溫性能。鋯合金具有小的熱中子吸收截面、良好耐蝕性能以及在輻照環(huán)境中具有長期尺寸穩(wěn)定性,被認為是一種潛在的航空結構材料。為了滿足航空結構材料的高強度要求,近年來發(fā)展了一系列高強度Zr TiAlV合金。本文主要研究了ZrTiAlV合金的熱變形行為、熱變形對Zr TiAlV合金相變的作用以及應力誘發(fā)馬氏體轉變對ZrTiAlV合金拉伸性能的影響。具有粗大β相晶粒的47Zr-45Ti-5Al-3V合金在熱變形過程中,流變曲線可以分成三類:A型曲線出現在低溫高應變速率條件下,合金僅發(fā)生動態(tài)回復;B型曲線出現在高溫且應變速率為10~（-1） s~（-1）條件下,表現出現應力降和二次屈服現象,并伴隨著動態(tài)回復和動態(tài)再結晶過程;C型曲線出現在高溫低應變速率條件下,表現出典型的動態(tài)再結晶特征。合金熱變形過程中的形變激活能已計算,其值在155.8~186.6kJ/mol范圍內變化。對于具有不同初始β晶粒尺寸的47Zr-45Ti-5Al-3V合金的熱變形行為,低溫高應變速率時,細晶和粗晶合金的流變曲線在變形初期階段都展現出顯著的應力降現象,但粗晶的應力降幅度要比細晶高,合金僅僅發(fā)生動態(tài)回復;高溫低應變速率時,流變曲線展現出典型的動態(tài)再結晶特征。細晶和粗晶的峰值應力都隨變形溫度的增加和應變速率的降低而降低,在給定的變形溫度和應變速率,粗晶合金的峰值流變應力顯著高于細晶合金�；跓峒庸D分析,細晶合金最優(yōu)熱加工參數是850?C和10-3s~（-1）,而粗晶合金是950?C和10-3 s~（-1）。對于具有片狀初始α相組織的47Zr-45Ti-5Al-3V合金的熱變形行為,在α+β相區(qū),流變曲線表現出連續(xù)流變軟化現象;流變軟化程度隨著應變速率的增加先降低再增加;在高溫低應變速率變形時,熱變形機制主要是片狀α相的球化;低溫高應變速率變形時,熱變形機制主要是流變局部剪切帶。在β單相區(qū),低溫高應變速率變形時,合金的熱變形機制是β相動態(tài)回復;而高溫低應變速率變形時,合金熱變形機制是β相動態(tài)再結晶。在熱變形過程中,具有片狀初始α相47Zr-45Ti-5Al-3V合金發(fā)生了α→β相的轉變。在550?C變形時,β相的體積分數隨著應變速率的增加而增加;在600和650?C變形時,β相的體積分數隨著應變速率的增加先降低然后逐漸增加。與變形前相比,變形后β相的體積分數要比變形前高。熱變形促進了有片狀初始α相47Zr-45Ti-5Al-3V合金的α→β相轉變。51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金從β單相區(qū)淬火后獲得亞穩(wěn)態(tài)β相組織。在室溫拉伸過程中,合金將發(fā)生應力誘發(fā)馬氏體轉變,應力誘發(fā)馬氏體的含量隨應變速率和初始β相晶粒尺寸的增加而降低。應力誘發(fā)馬氏體轉變對51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金拉伸性能有明顯影響,隨應變速率和初始β相晶粒尺寸的增加,應力誘發(fā)馬氏體轉變的觸發(fā)應力增加,而抗拉強度逐漸降低。合金的加工硬化率曲線可以分成三個階段;階段ΙΙ和ΙΙΙ的加工硬化率隨應變速率和初始β相晶粒尺寸的增加而逐漸降低。
【圖文】：

圖 1-1 具有密排六方的 -Zr 的晶體結構示意圖[32]Fig. 1-1 Sketch of the crystal structure of -Zr (HCP)-2 體心立方結構的 -Zr 和密排六方結構 -Zr 之間的取向關

圖 1-1 具有密排六方的 -Zr 的晶體結構示意圖[32]Fig. 1-1 Sketch of the crystal structure of -Zr (HCP)Basal planePrism planea directiod
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.414

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 韓冰;7075z鋁合金高溫塑性變形行為研究[D];廣東工業(yè)大學;2003年

，

本文編號：2558216