鈦合金循環(huán)置氫組織與性能研究.pdf

1、鈦合金具有比強(qiáng)度大、耐腐蝕性好、高溫性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是鈦合金室溫塑性差，變形抗力較大，制約了其冷態(tài)成形的發(fā)展。因此絕大部分鈦合金需要在高溫下成形，對(duì)模具和成形設(shè)備要求較高，加大了制造成本，限制了鈦合金的應(yīng)用。鈦合金的熱氫處理技術(shù)，把氫當(dāng)作臨時(shí)合金化元素，借助氫致相變、氫致塑性、可逆合金化等特性來(lái)改變鈦合金的熱加工性能。但是熱氫處理技術(shù)主要集中于單一道次的置氫處理，而關(guān)于多道次的循環(huán)熱氫處理研究在國(guó)內(nèi)外尚屬

2、空白。本文對(duì)Ti6Al4V合金進(jìn)行多道次循環(huán)置氫處理，利用金相顯微鏡、X射線衍射儀、熱重分析儀等手段，結(jié)合室溫壓縮試驗(yàn)，對(duì)循環(huán)熱氫鈦合金的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。利用M-200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同氫含量的Ti6Al4V合金進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，以研究氫含量對(duì)鈦合金摩擦磨損性能的影響規(guī)律。采用第一性原理方法構(gòu)建了不同氫濃度的αTi-H晶體體系，研究了不同氫含量下，αTi-H體系的結(jié)構(gòu)、能量、能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度的變化規(guī)律。

3、　　試驗(yàn)結(jié)果表明:一道次置氫鈦合金極限變形率增加了17.67％，室溫塑性的增強(qiáng)得益于鈦合金內(nèi)β相的增多。而多道次循環(huán)置氫導(dǎo)致鈦合金發(fā)生氫脆，促進(jìn)了組織內(nèi)氫化物的生成，并且伴隨著置氫次數(shù)的增加，針狀α'馬氏體的數(shù)量減少，α"馬氏體增多。壓縮后的循環(huán)置氫試樣晶粒彎曲并得到一定程度細(xì)化，α"體積分?jǐn)?shù)增大，未發(fā)現(xiàn)剪切帶的形成。氫使鈦合金的摩擦系數(shù)降低，但是氫含量對(duì)Ti6Al4V合金摩擦系數(shù)的影響不明顯。隨氫含量的增加，鈦合金的耐磨性能逐漸變差。