發(fā)布時(shí)間：2024-06-01 00:59

　　鋯及鋯合金由于具備硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)和抗輻照性能好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于核工業(yè)領(lǐng)域。近年來,燕山大學(xué)在TC4鈦合金的基礎(chǔ)上制備出一系列的ZrTiAlV合金,其中Zr-45Ti-5Al-3V合金具有較高的抗拉強(qiáng)度,但其塑性變形能力較差,且組織性能存在不均勻等缺點(diǎn),這極大地限制了其在空間飛行器領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文提出了對擠壓態(tài)Zr-45Ti-5Al-3V合金進(jìn)行電場輔助半熔態(tài)形變處理的新工藝,目的是改善和提高Zr-45Ti-5Al-3V合金的綜合力學(xué)性能。利用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)分別在1200℃、1400℃和1600℃的溫度條件下對Zr-45Ti-5Al-3V合金進(jìn)行電場輔助半熔態(tài)形變處理,分析了處理過程中壓力、電壓和溫度等參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。應(yīng)用MSC.Marc軟件對Zr-45Ti-5Al-3V合金的電場輔助半熔態(tài)形變處理過程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬,分析了不同燒結(jié)參數(shù)對溫度和應(yīng)力分布的影響,揭示了電場輔助半熔態(tài)形變處理過程中溫度場和應(yīng)力場隨燒結(jié)參數(shù)的變化規(guī)律。1200℃與1400℃電場輔助半熔態(tài)形變處理后合金的晶粒完全由粗大的β相和次生于晶粒內(nèi)部的針狀或板條狀α相構(gòu)成,α相“交織”在晶粒內(nèi)部...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 Zr和 Zr合金性質(zhì)及研究進(jìn)展
        1.2.1 Zr和 Zr合金性質(zhì)
        1.2.2 Zr和 Zr合金研究進(jìn)展
    1.3 Zr合金相變
        1.3.1 Zr合金相種類
        1.3.2 熱處理后冷卻速度與Zr合金相組成的關(guān)系
    1.4 Zr合金氧化物
        1.4.1 Zr合金常見氧化物種類及結(jié)構(gòu)
        1.4.2 Zr-O相圖
        1.4.3 Zr合金實(shí)際氧化行為
    1.5 Zr合金研究現(xiàn)狀
    1.6 放電等離子燒結(jié)及有限元數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.6.1 放電等離子燒結(jié)研究現(xiàn)狀
        1.6.2 放電等離子燒結(jié)有限元數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.7 半熔態(tài)處理工藝
    1.8 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)內(nèi)容及研究方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 電場輔助半熔態(tài)形變處理工藝
    2.3 顯微組織分析
        2.3.1 DSC熱物性測試
        2.3.2 XRD衍射分析
        2.3.3 金相組織分析
        2.3.4 SEM顯微組織分析
        2.3.5 EDS能譜分析
    2.4 力學(xué)性能分析
        2.4.1 顯微硬度分析
        2.4.2 高溫拉伸性能測試
        2.4.3 電場輔助高溫壓縮性能測試
第3章 Zr-45Ti-5Al-3V電場輔助半熔態(tài)形變處理工藝
    3.1 引言
    3.2 電場輔助半熔態(tài)形變處理工藝
        3.2.1 工藝路線
        3.2.2 工藝模具
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電場輔助半熔態(tài)形變處理有限元數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 有限元模型
        4.2.1 電熱耦合模型
        4.2.2 模型建立及網(wǎng)格劃分
    4.3 模擬結(jié)果分析
        4.3.1 溫度演變與分布規(guī)律
        4.3.2 應(yīng)力演變與分布規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
第5章 電場輔助半熔態(tài)形變處理后材料組織與性能
    5.1 引言
    5.2 半熔態(tài)處理后Zr合金XRD衍射分析
    5.3 半熔態(tài)處理后Zr合金微觀組織分析
    5.4 1600 ℃半熔態(tài)處理后Zr合金能譜分析
    5.5 半熔態(tài)處理后Zr合金力學(xué)性能測試
        5.5.1 半熔態(tài)處理后Zr合金高溫拉伸性能測試
        5.5.2 半熔態(tài)處理后Zr合金高溫拉伸斷口分析
        5.5.3 半熔態(tài)處理前后Zr合金顯微硬度測試
    5.6 半熔態(tài)處理后材料電場輔助高溫壓縮變形試驗(yàn)與模擬
        5.6.1 半熔態(tài)處理后材料電場輔助高溫壓縮變形工藝
        5.6.2 半熔態(tài)處理后材料電場輔助高溫壓縮變形后XRD衍射分析
        5.6.3 半熔態(tài)處理后材料電場輔助高溫壓縮變形后硬度測試
        5.6.4 電場輔助高溫壓縮變形有限元數(shù)值模擬
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3985333