| 题名 | 深冷处理对钛合金的影响及机理研究 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 周远 |
| 关键词 | 深冷处理 Ti-6Al-4V合金 塑性 耐磨性 耐腐蚀性 |
| 学位专业 | 博士 ; 制冷及低温工程 |
| 中文摘要 | 本文以航空航天及生物医学行业广泛应用的Ti-6Al-4V合金为主要对象，研究深冷处理对该合金拉伸性能、耐磨性能、耐腐蚀性以及尺寸稳定性的影响，同时对TA2纯钛的深冷处理进行了初步研究，在此基础上对钛合金深冷处理微观机理进行系统研究和分析，揭示钛合金的深冷处理机制。从而为深冷处理技术在钛合金方面的应用提供可靠的工艺指导和坚实的理论基础。 通过深冷处理和时效处理相结合能够有效提高退火态Ti-6Al-4V合金的塑性，本文塑性最佳提高了22.7%，而同时对强度的影响较小（＜5%）。采用不同的工艺参数对比了深冷处理对Ti-6Al-4V合金拉伸性能的影响规律，结果表明普通冷处理及短时间的深冷处理对塑性没有改善效果，深冷处理温度越低保温时间越长才能实现塑性的提高，单独进行深冷处理能使塑性提高10%～15%。深冷处理后进行时效处理，均能进一步提高塑性，且随着温度的升高塑性提高比例增加。 通过深冷处理能够提高退火态Ti-6Al-4V合金干摩擦条件下的耐磨性，销-盘式摩擦磨损试验结果表明深冷处理温度越低保温时间越长耐磨性提高越明显，且深冷处理对耐磨性的改善效果在较低的加载力下表现得更明显，加载力为50N时耐磨性最佳提高了21.5%。深冷处理提高耐磨性的主要原因是由于磨损过程中微观切削引起的微观塑性变形更加容易且均匀，从而使得磨损表面不容易产生龟裂现象。此外，淬火后时效前增加深冷处理通过改善淬火形成的马氏体形态从而提高热处理强化后Ti-6Al-4V合金的耐磨性。深冷处理后极化曲线的自腐蚀电位均正向偏移，并且腐蚀电流减小，说明腐蚀速率降低。电化学阻抗谱法分析了Ti-6Al-4V合金的腐蚀机理，腐蚀过程中在合金表面形成双层氧化膜，深冷处理后氧化膜的等效电阻得到提高，说明阻碍合金进一步腐蚀的能力提高。 对钛合金深冷处理尺寸稳定化进行了初步分析和实验验证，提出了通过深冷处理和时效处理相结合降低钛合金焊接件和结构件残余应力、提高尺寸稳定性的方案。对焊接件的初步实验研究表明深冷处理能够有效改善焊接件的尺寸稳定性，其作用机理主要是通过微塑性形变释放材料内应力以及深冷处理过程中产生的热应力和残余应力的相互作用两方面实现。 通过对纯钛TA2的深冷处理研究发现密排六方结构的α相在深冷处理过程中会生成孪晶结构，同时位错密度也会提高。深冷处理对钛合金的影响机制主要是通过深冷处理降温和保温过程中所储存的大量弹性畸变能在升温回复过程中引起微观组织的变化而实现的，而并非在低温下完成了转变。 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.2.71:8080/handle/181331/10948]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_全文传递文献库_qwcd 学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | . 深冷处理对钛合金的影响及机理研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014. |
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