2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、Ti-B19合金是我國為某項重點工程自主開發(fā)成功的一種亞穩(wěn)β型鈦合金,可以通過熱處理使強度—塑性—韌性得到較好的匹配。由于合金在加工工藝—定的情況下,其組織結(jié)構(gòu)的演變主要取決于熱處理過程中的相變過程,并強烈地影響合金性能。因此,對Ti-B19合金相變過程的研究在理論和工程應(yīng)用上均具有重要的意義。 本文以Ti-B19合金為研究對象,在分析鈦合金相轉(zhuǎn)變過程及相變動力學(xué)影響因素的基礎(chǔ)上,采用原位電阻法和同步X射線衍射技術(shù)等手段,在國內(nèi)

2、首次系統(tǒng)地研究了亞穩(wěn)β鈦合金等溫相變和連續(xù)冷卻過程中非等溫相變的動力學(xué)機制,探討了固態(tài)相轉(zhuǎn)變過程中相形核與長大機理及其組織演化規(guī)律,建立了Ti-B19合金等溫相變的TTT圖和連續(xù)冷卻相變的CCT圖。主要研究內(nèi)容包括: 對Ti-B19合金在300~700℃溫區(qū)等溫時效的動力學(xué)機制進行了系統(tǒng)的研究,結(jié)果表明,Ti-B19合金在300℃時效時為單一的ω相轉(zhuǎn)變動力學(xué)過程,在350℃等溫相變?yōu)棣叵嗪挺料嗷旌舷嘧冞^程,400℃以上等溫相變?yōu)?/p>

3、單一的α相轉(zhuǎn)變動力學(xué)過程。其中,500~550℃等溫時合金的相轉(zhuǎn)變速度最快,相變驅(qū)動力和溶質(zhì)原子擴散速度對相變過程的作用達到最佳配合。在此基礎(chǔ)上,獲得了Ti-B19合金300~700℃等溫相變的JMA動力學(xué)方程,求得了Avrami指數(shù)n、溫度常數(shù)K及相轉(zhuǎn)變激活能E值,并對500~550℃溫區(qū)等溫相變動力學(xué)進了預(yù)測,其結(jié)果與實際的α相轉(zhuǎn)變規(guī)律吻合。據(jù)此,建立了Ti-B19合金等溫相變TTT圖,確定其“鼻溫”在520℃左右。 系統(tǒng)研

4、究了Ti-B19合金等溫相變過程中的組織演變規(guī)律及相形核和長大機制,結(jié)果表明,在300~350℃等溫時效時,中間過渡相ω均勻形核并彌散分布于β晶內(nèi),亞穩(wěn)β相的分解方式為β→ω+β→ω+β+α→α+β。400℃以上等溫時效后,合金顯微組織由穩(wěn)定的α相和β相組成,亞穩(wěn)β相的分解方式為β→α+β;隨時效溫度升高,α相由β晶內(nèi)優(yōu)先形核逐漸向β晶界優(yōu)先形核過渡,其尺寸逐漸增大,在500℃時α相析出數(shù)量達到最大值57.7﹪,其與溫度之間的關(guān)系為fα

5、(T)=-117.06+0.713T-7.2857×10-6T2。 采用Thermocalc(R)熱力學(xué)軟件計算了Ti-B19合金相平衡態(tài)時α相和β相化學(xué)成分隨溫度的變化,結(jié)果表明,Ti-B19合金中固態(tài)相變由溶質(zhì)原子,特別是Mo、V、Cr等元素的長程擴散控制,α相可以看作為具有化學(xué)計量比的“化合物”,而β相則富含溶質(zhì)原子,進而得到該合金相轉(zhuǎn)變溫度為760℃左右,與金相法和差熱分析法所測得的相變溫度點一致。在此基礎(chǔ)上,用Zene

6、r長大方程獲得了400~700℃各等溫溫度下α相的長大速率V,其與溫度T之間的關(guān)系為V=3.799×10-62×T18.92。 系統(tǒng)研究了加熱速率對Ti-B19合金等溫相變動力學(xué)和組織結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明,加熱速率對相轉(zhuǎn)變完成時間無明顯影響,但對等溫相變動力學(xué)影響顯著,表現(xiàn)為:低速加熱時,ω相的均勻形核析出,為α相形核提供了有利位置,從而導(dǎo)致初始階段相轉(zhuǎn)變速率較快,且析出的α相為納米尺度,呈細(xì)小針狀或顆粒狀;當(dāng)加熱速率較快時,α

7、相直接形核長大。 研究和分析了Ti-B19合金從β相區(qū)以不同冷卻速率連續(xù)冷卻過程中的組織演變規(guī)律和相變動力學(xué),結(jié)果表明,α相優(yōu)先在β晶界處形核并呈針狀向β晶內(nèi)生長,隨冷卻速率降低,β晶界α相長大,晶內(nèi)α相開始形核,生成α相的數(shù)量增加。采用Scheil疊加性原理和JMA方程,得到了連續(xù)冷卻過程中相轉(zhuǎn)變量與溫度(時間)及冷卻速率的相變動力學(xué)方程為f(t)=1-exp{-K0(∫0exp(-E/mR(1033+Cvt))dt)m}其中

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