文档介绍：硕士学位论文
TA15 钛合金三态组织热处理工艺的研究
STUDY OF HEAT TREATMENT OF
TRI-MODAL MICROSTRUCTURE OF
TA15 TITANIUM
韩磊
2009 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
TA15 钛合金三态组织热处理工艺的研究
硕士研究生: 韩磊
导师: 刘勇副教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 材料学
所在单位: 材料科学与工程学院
答辩日期: 2009 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
STUDY OF HEAT TREATMENT OF
TRI-MODAL MICROSTRUCTURE OF
TA15 TITANIUM
Candidate: Han Lei
Supervisor: Associate Prof. Liu Yong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Materials Science
School of Materials Science and
Affiliation:
Engineering
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
本文设计并开发了 TA15 钛合金三态组织的新型热处理工艺;利用
Image-pro Plus 软件对微观组织进行定量表征;借助光学显微镜、扫描电子显微
镜和透射电子显微镜研究了热处理工艺对三态组织形态的影响;通过室温和高
温拉伸试验以及冲击韧性试验,对三态组织 TA15 钛合金的力学性能进行了评
价;基于人工神经网络建立起了 TA15 钛合金三态组织热处理工艺-组织的预报
模型。
研究结果表明:通过两次热处理工艺可以得到三态组织,即等轴α相,条
状α相和β转变相。工艺为:1) 一次热处理工艺,在α+β/β相变点以下 10~15℃
保温,水冷;2) 二次热处理工艺,在α+β/β相变点以下 40℃保温,空冷。
进一步研究表明,随着一次热处理温度的升高,等轴α相的体积分数下降。
当温度升高到相变点以下 10~15℃时,等轴α相的体积分数迅速下降。随着二
次热处理温度的升高,条状α相的体积分数和长径比均降低;随着二次热处理
时间的延长,条状α相长大,其长径比呈现先降低后增加的趋势。
力学性能测试结果表明,三态组织具有比网篮组织、双态组织更加良好的
综合力学性能,在不损失强度的情况下可保持良好的塑性和韧性。经 965℃保
温 20 分钟+水冷,然后 930℃保温 1 小时+空冷获得的三态组织,其抗拉强度和
延伸率,比网篮组织提高了 %和 53%;三态组织抗拉强度、延伸率和冲击韧
性比双态组织提高了 %,%和 %。三态组织 500℃高温抗拉强度比网
篮组织和双态组织分别提高了 %和 %。断口分析表明,三态组织的主要断
裂方式为韧性断裂,韧窝分布均匀。
最后,在人工神经网络的基础上,以一次热处理温度、二次热处理温度和
二次热处理时间为输入参数,等轴α相体积分数、条状α相体积分数和条状α
相长径比为输出参数,建立了结构为 3×6×6×3 的热处理工艺-组织预报模型。
利用该网络模型可以很好的建立起热处理工艺和组织之间的关系,从而能够指
导热处理生产实践。
关键词: TA15 钛合金;三态组织;热处理工艺;力学性能;神经网络
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
A new heat treatment process of tri-modal microstructure of TA15 has been
developed in this work, as well as the quanti