热氢处理对Ti-60钛合金组织和性能的影响

摘要

本文对热氢处理Ti-60合金的显微组织、相变转变温度、高温力学性能以及合金中的氢溶解度作了系统的研究。利用金相显微组织分析、X射线衍射分析、DSC示差扫描量热分析等研究手段，结合高温拉伸和热压缩试验，总结出氢对合金相变点和合金力学性能的影响规律，探讨了在不同条件下氢在合金中的溶解度和溶解热，为氢在合金热加工中的应用提供了理论和实验依据。 研究结果表明：在现有的充氢条件下，随氢含量的增加，Ti-60钛合金的显微组织也随之发生变化，初生α相的体积分数逐渐减少，β相逐渐增加，最终合金的组织为单一的β相。即使合金中的氢含量达到～1wt.％，也没有形成氢化物。氢使合金的(α+β)/β相变点降低，用金相法测得Ti-60合金中的氢浓度与(α+β)/β相变点满足方程：Tα+β/β(℃)=815+210exp(-3CH)。研究结果还显示Ti-60钛合金高温拉伸时的屈服强度随合金中氢浓度的增加先降低然后升高，并且屈服强度最小值对应的氢浓度与合金的α+β/β相变点所对应的氢浓度一致。屈服强度随氢浓度的降低是由于氢导致合金中β相体积分数的增加所致，而屈服强度随氢浓度的升高则是由于氢对β相固溶强化的结果。在900℃拉伸时，含氢0.3wt％的Ti-60合金的屈服强度比未充氢合金的屈服强度降低70％。真空脱氢工艺可细化合金的显微组织。 氢在Ti-60合金中不同温度和压力下的溶解度数据表明：在相同充氢温度下，氢在Ti-60合金中的溶解度随氢气压力的增加而增加；在相同氢气压力下，氢的溶解度随充氢温度的提高而降低。氢在Ti-60合金中的溶解度可以用方程表示：CH=2.3×10-5/PH2.e41.9/RT。在现有的充氢条件下，氢原子主要固溶于Ti-60合金中的β相中。 通过热模拟实验研究充氢Ti-60合金的热加工性能，其结果表明：Ti-60合金在900℃热压缩过程中均发生了动态回复和再结晶。合金高温变形时，在同一应变速率条件下，真应力随温度的增加显著下降。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

第二章实验材料与实验方法

第三章Ti-60钛合金相变点、显微组织和高温力学性能的研究

第四章Ti-60钛合金的溶解度的测定

第五章Ti-60合金热变形行为的研究

第六章结论

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和所作的项目

致谢