热氢处理对ti60钛合金组织和性能的影响

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1、上海大学硕士学位论文摘要本文对热氢处理Ti一60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Ⅱ向规律，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一60钛合金的显微组织也随之发生变化，初生Ⅱ相的体积分数逐渐减少，13十fl逐渐增加，最

2、终合金的组织为单一的B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(a+13)／13相变点降低，用金相法测得Ti一60合金中的氢浓度与(a+13)／13相变点满足方程：‘删口(。C)=815+210exp(一3cH)。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a+13／13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B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

3、13相固溶强化的结果。在900。C拉伸时，含氢O．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一60合金中的溶解度可以用方程表示：．一41q／C,v=2．3x10～x／Put·e7R7。在现有的充氢条件下，氢原子主要固溶于蜀一60合会中的B相中。通过热模拟实验研究

4、充氢Ti．60合金的热加工性能，其结果表明：Ti一60合金在900。C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。关键词：Ti一60钛合金，氢，相变点，屈服强度，溶解度V上海大学硕士学位论文ABSTRACTUsingopticalmicroscope，XRDandDSCtechniques，theinfluenceofthermohydrogentreatment0nthemicrostructure，(a+13)--q3phasetrans

5、formationtemperaturehasbeeninvestigated．TheeffectofhydrogencontentsonthehightemperaturemechanicalpropertiesofTi-60alloyhasalsobeenstudied．Inordertounderstandthebasichydrogenbehaviorthesolubilityofhydrogeninthisalloyasafunctionoftemperatureandpressurewas

6、carriedoutsystematically．Theexperimentalresultsshowthatthevolumefractionofprimarydphagedecreasedgradually,p-phaseincreasedaccordinglgandthenonlyp—phaseexistedfinallyinTi-60alloywithincreasinghydrogencontent．TheresultsofX—raydiffractionpatternsshowthatno

7、hydrideformedthoughhydrogenupto一一1wt％．Itisalsofoundthatthe(a邯)／pphasetransformationtemperaturedecreasedcontinuouslywithincreasinghydrogencontentinTi-60alloyandtherelationshipbetweenhydrogenconcentrationand(旺+p邶transformationtemperatureCanbeexpressedas"t

8、Ⅲ口(。c)=815+210exp(-3Ca)．Additionally,theresultsindicatethattheyieldstrengthathightemperaturewasalsodecreasedfirstlyandthenincreasedwithincreasinghydrogenconcentration．Theminimumyieldstrengthofthealloyathightemperatureoccurredatac