本文主要研究内容
作者苏连朋（2019）在《β型二元TiNb合金塑性变形及其组织性能研究》一文中研究指出：Ti-Nb系β型钛合金具有良好的生物相容性、低弹性模量、良好的耐腐蚀性、适宜的强塑性等,可以作为人体植入金属材料,是最具应用潜力的新型医用钛合金之一。本文以二元Ti-Nb系列合金为研究对象,研究了单相Ti-53Nb合金的高温变形行为以及室温变形和固溶处理对组织性能的影响,并探讨了时效态Ti-xNb(x=20、25、45)合金的组织性能关系,这将为合金组织控制、性能改善以及新型β钛合金的设计提供理论依据。本文通过Gleeble热模拟实验研究了Ti-53Nb合金的高温变形行为,探讨了组织演变规律,构建了应变补偿的双曲正弦函数Arrhenius本构关系和组织演变模型,并对预测的结果进行了评估。应力-应变曲线和组织观察表明,Ti-53Nb合金在760℃及以下的流变曲线呈动态回复型,810℃及以上组织中观察到再结晶晶粒,但均为不完全再结晶,组织中仍保留有大尺寸被拉长晶粒;变形温度、应变速率和变形程度对组织均有影响,低温变形时,中心变形区域发生局部失稳,变形不均匀;高温低应变速率下,再结晶驱动力大,新晶粒更容易产生。基于应力本构关系和动态再结晶组织演变模型,建立了Ti-53Nb合金的数据库,为数值模拟计算和预测应力以及微观组织变化提供了模型依据。并采用Deform 3D有限元仿真模拟的方法对热挤压管材挤压工况(挤压比、挤压速度以及坯料预热温度)进行了优化,确定了适合的热成型工艺范围。挤压比增大,晶粒得到细化;挤压速度升高,晶粒分布均匀性提高。实际挤压试验中,在挤压速度130 mm/s、挤压比为15和950℃的坯料预热温度下制备出了内、外表面质量良好的管坯。外形尺寸偏差小,组织分布较均匀。采用室温复合变形和固溶处理的方式,研究了合金组织演变以及β晶粒的长大行为,并分析了加工硬化和细晶强化效应。通过室温等径角挤压、冷轧以及室温旋锻的方式制备了组织较为均匀的Ti-53Nb合金棒材。室温抗拉强度由变形前的380MPa,提升到了变形后的553MPa,提高了45.53%,延伸率也在16%以上,位错密度升高、强化效果显著,原始晶界无法辨别并出现了大量纵横交错的变形流线。进行固溶处理,固溶温度升高,β晶粒长大速率加快,而晶粒长大速率随保温时间的延长发生下降;晶粒尺寸对合金的强化作用满足Hall-Petch关系式。在700℃,保温60min的条件下,组织均匀呈细小等轴状,可以获得良好的强塑性匹配。对不同Nb元素含量的Ti-xNb合金进行了测试,分析了第二相的强化效果。随着Nb元素含量的增加,β相稳定性不断增强。Ti-20Nb合金析出α相最多,Ti-25Nb合金析出α相减少,并且发现了等温ω相的存在,Ti-45Nb合金组织由等轴β晶粒组成;不同析出相均起到了强化的作用,ω相阻碍晶界移动,造成次生α相较小,并且阻碍变形过程中的位错运动,强化效果最强。Ti-25Nb合金抗拉强度最高,达到了950MPa,但塑性较差,伸长率仅在13%左右。合金在拉伸过程中,主要发生韧性断裂,而ω相的析出将造成合金脆化,出现脆性断裂的特征。
Abstract
Ti-Nbji βxing tai ge jin ju you liang hao de sheng wu xiang rong xing 、di dan xing mo liang 、liang hao de nai fu shi xing 、kuo yi de jiang su xing deng ,ke yi zuo wei ren ti zhi ru jin shu cai liao ,shi zui ju ying yong qian li de xin xing yi yong tai ge jin zhi yi 。ben wen yi er yuan Ti-Nbji lie ge jin wei yan jiu dui xiang ,yan jiu le chan xiang Ti-53Nbge jin de gao wen bian xing hang wei yi ji shi wen bian xing he gu rong chu li dui zu zhi xing neng de ying xiang ,bing tan tao le shi xiao tai Ti-xNb(x=20、25、45)ge jin de zu zhi xing neng guan ji ,zhe jiang wei ge jin zu zhi kong zhi 、xing neng gai shan yi ji xin xing βtai ge jin de she ji di gong li lun yi ju 。ben wen tong guo Gleeblere mo ni shi yan yan jiu le Ti-53Nbge jin de gao wen bian xing hang wei ,tan tao le zu zhi yan bian gui lv ,gou jian le ying bian bu chang de shuang qu zheng xian han shu Arrheniusben gou guan ji he zu zhi yan bian mo xing ,bing dui yu ce de jie guo jin hang le ping gu 。ying li -ying bian qu xian he zu zhi guan cha biao ming ,Ti-53Nbge jin zai 760℃ji yi xia de liu bian qu xian cheng dong tai hui fu xing ,810℃ji yi shang zu zhi zhong guan cha dao zai jie jing jing li ,dan jun wei bu wan quan zai jie jing ,zu zhi zhong reng bao liu you da che cun bei la chang jing li ;bian xing wen du 、ying bian su lv he bian xing cheng du dui zu zhi jun you ying xiang ,di wen bian xing shi ,zhong xin bian xing ou yu fa sheng ju bu shi wen ,bian xing bu jun yun ;gao wen di ying bian su lv xia ,zai jie jing qu dong li da ,xin jing li geng rong yi chan sheng 。ji yu ying li ben gou guan ji he dong tai zai jie jing zu zhi yan bian mo xing ,jian li le Ti-53Nbge jin de shu ju ku ,wei shu zhi mo ni ji suan he yu ce ying li yi ji wei guan zu zhi bian hua di gong le mo xing yi ju 。bing cai yong Deform 3Dyou xian yuan fang zhen mo ni de fang fa dui re ji ya guan cai ji ya gong kuang (ji ya bi 、ji ya su du yi ji pi liao yu re wen du )jin hang le you hua ,que ding le kuo ge de re cheng xing gong yi fan wei 。ji ya bi zeng da ,jing li de dao xi hua ;ji ya su du sheng gao ,jing li fen bu jun yun xing di gao 。shi ji ji ya shi yan zhong ,zai ji ya su du 130 mm/s、ji ya bi wei 15he 950℃de pi liao yu re wen du xia zhi bei chu le nei 、wai biao mian zhi liang liang hao de guan pi 。wai xing che cun pian cha xiao ,zu zhi fen bu jiao jun yun 。cai yong shi wen fu ge bian xing he gu rong chu li de fang shi ,yan jiu le ge jin zu zhi yan bian yi ji βjing li de chang da hang wei ,bing fen xi le jia gong ying hua he xi jing jiang hua xiao ying 。tong guo shi wen deng jing jiao ji ya 、leng ga yi ji shi wen xuan duan de fang shi zhi bei le zu zhi jiao wei jun yun de Ti-53Nbge jin bang cai 。shi wen kang la jiang du you bian xing qian de 380MPa,di sheng dao le bian xing hou de 553MPa,di gao le 45.53%,yan shen lv ye zai 16%yi shang ,wei cuo mi du sheng gao 、jiang hua xiao guo xian zhe ,yuan shi jing jie mo fa bian bie bing chu xian le da liang zong heng jiao cuo de bian xing liu xian 。jin hang gu rong chu li ,gu rong wen du sheng gao ,βjing li chang da su lv jia kuai ,er jing li chang da su lv sui bao wen shi jian de yan chang fa sheng xia jiang ;jing li che cun dui ge jin de jiang hua zuo yong man zu Hall-Petchguan ji shi 。zai 700℃,bao wen 60minde tiao jian xia ,zu zhi jun yun cheng xi xiao deng zhou zhuang ,ke yi huo de liang hao de jiang su xing pi pei 。dui bu tong Nbyuan su han liang de Ti-xNbge jin jin hang le ce shi ,fen xi le di er xiang de jiang hua xiao guo 。sui zhao Nbyuan su han liang de zeng jia ,βxiang wen ding xing bu duan zeng jiang 。Ti-20Nbge jin xi chu αxiang zui duo ,Ti-25Nbge jin xi chu αxiang jian shao ,bing ju fa xian le deng wen ωxiang de cun zai ,Ti-45Nbge jin zu zhi you deng zhou βjing li zu cheng ;bu tong xi chu xiang jun qi dao le jiang hua de zuo yong ,ωxiang zu ai jing jie yi dong ,zao cheng ci sheng αxiang jiao xiao ,bing ju zu ai bian xing guo cheng zhong de wei cuo yun dong ,jiang hua xiao guo zui jiang 。Ti-25Nbge jin kang la jiang du zui gao ,da dao le 950MPa,dan su xing jiao cha ,shen chang lv jin zai 13%zuo you 。ge jin zai la shen guo cheng zhong ,zhu yao fa sheng ren xing duan lie ,er ωxiang de xi chu jiang zao cheng ge jin cui hua ,chu xian cui xing duan lie de te zheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的苏连朋，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于二元合金论文,高温变形行为论文,室温塑性变形论文,组织演变论文,力学性能强化论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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