本文關鍵詞：TC16鈦合金熱處理與冷鐓變形行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采用冷鐓成形的TC16鈦合金緊固件具有良好的綜合性能,生產(chǎn)效率和成本也比較理想,適合大批量生產(chǎn),應用前景廣闊。本文對緊固件用TC16鈦合金熱處理與冷鐓變形行為進行了研究。 本文利用光學顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)研究了各種熱處理(包括退火、固溶、固溶時效)及冷鐓變形過程中相組成及組織演變規(guī)律,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)對冷鐓斷口進行了分析,研究了材料斷裂機理,并優(yōu)化了冷鐓工藝。結果表明： (1)退火溫度對材料組織和性能影響較大,隨著退火溫度的升高材料由細小的等軸組織轉(zhuǎn)變?yōu)殡p態(tài)組織,當溫度超過相變點860℃時則轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮奈菏辖M織,該組織塑性較差。800℃保溫2h,爐冷到550℃后空冷,此時可以使材料具有良好的塑性性能。 (2)固溶時效處理可通過彌散作用明顯提高材料的強度,而塑性則有所下降。800℃保溫2h,隨后560℃時效6h,可使材料的抗拉強度升高到1250MPa,達到了高強鋼的水平,可用于制作強度要求較高的緊固件。 (3)冷鐓變形中鈦合金試樣中心會形成形變剪切帶,剪切帶內(nèi)部組織的晶粒被嚴重壓扁,較大的位錯密度使其硬度較大；材料變形主要是通過位錯滑移方式進行的,變形試樣組織和性能均呈現(xiàn)一定程度的不均勻性,當鍛壓比達到1/6后試樣整體硬度趨于穩(wěn)定,硬度值為300HV附近；隨著變形量的增大,試樣剪切帶中心原始的等軸晶被逐步拉長,當晶粒寬度不足100nm時,繼續(xù)變形則會使晶粒發(fā)生破碎和細化,這也是硬度趨于穩(wěn)定的主要原因。 (4)變形過程中發(fā)生了馬氏體相變,會嚴重影響緊固件的使用性能,必須通過后續(xù)退火來進行消除。TC16鈦合金具有良好的塑性,在冷鐓過程中組織內(nèi)部未出現(xiàn)裂紋,但當鍛壓比達到1/6時試樣出現(xiàn)了表面裂紋,這是由變形產(chǎn)生的表面張力造成的,通過對材料組織及冷鐓工藝的優(yōu)化可大大提高TC16緊固件冷鐓成品合格率。
【關鍵詞】：TC16鈦合金 冷鐓緊固件 不均勻變形 剪切帶 馬氏體
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG166.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 綜述10-25
• 1.1 鈦合金概述10-17
• 1.1.1 鈦合金的特性與類別10-12
• 1.1.2 鈦合金相變與熱處理12-14
• 1.1.3 兩相鈦合金的組織性能14-15
• 1.1.4 TC16鈦合金15-17
• 1.2 鈦合金緊固件的生產(chǎn)和應用17-21
• 1.2.1 鈦合金緊固件材質(zhì)17-18
• 1.2.2 鐓粗變形技術18-19
• 1.2.3 緊固件生產(chǎn)與應用19-21
• 1.3 TC16鈦合金研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.1 組織性能研究21-22
• 1.3.2 冷鐓變形過程研究22-23
• 1.3.3 變形斷裂分析23-24
• 1.4 本課題的研究目標和內(nèi)容24-25
• 2 試驗方法與模具25-29
• 2.1 熱處理試驗方法25-26
• 2.1.1 試驗材料25
• 2.1.2 熱處理試驗方案25-26
• 2.1.3 試驗分析及設備26
• 2.2 冷鐓試驗方法26-29
• 2.2.1 試驗方案26-27
• 2.2.2 冷鐓試驗設備27-28
• 2.2.3 冷鐓模具設計28-29
• 3 熱處理對TC16組織和性能的影響29-42
• 3.1 退火處理對材料組織性能的影響29-34
• 3.1.1 退火溫度29-31
• 3.1.2 保溫時間31-32
• 3.1.3 冷卻速度32-34
• 3.2 固溶時效對材料組織和力學性能的影響34-41
• 3.2.1 固溶溫度對材料組織性能的影響35-37
• 3.2.2 固溶溫度對時效后材料組織性能的影響37-39
• 3.2.3 時效溫度對材料組織性能的影響39-41
• 3.3 本章小結41-42
• 4 TC16鈦合金冷鐓變形行為特征42-52
• 4.1 冷鐓試驗42-44
• 4.2 冷鐓變形組織性能44-47
• 4.2.1 冷鐓變形的不均勻性44-45
• 4.2.2 剪切帶形成過程分析45-47
• 4.3 冷鐓變形過程微觀分析47-50
• 4.3.1 剪切帶內(nèi)微觀組織變化47-49
• 4.3.2 剪切帶內(nèi)部馬氏體相變49-50
• 4.4. 本章小結50-52
• 5 TC16冷鐓開裂及其工藝參數(shù)影響52-62
• 5.1 冷鐓斷裂分析52-56
• 5.1.1 內(nèi)部微裂紋52-53
• 5.1.2 冷鐓表面裂紋53-56
• 5.2 不同組織的冷鐓性能56-58
• 5.3 冷鐓工藝參數(shù)的影響58-61
• 5.3.1 粗糙度與潤滑處理58-59
• 5.3.2 冷鐓變形速度59-60
• 5.3.3 其他影響因素60-61
• 5.4 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況67-68
• 致謝68-69

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  本文關鍵詞：TC16鈦合金熱處理與冷鐓變形行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：406354