材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-12-28 18:18本頁面
【正文】 以消除。而且要想從鍛態(tài)組織通過一系列的機(jī)械或者熱處理得到片層則很難控制片層團(tuán)的尺寸，得不到細(xì)小的近片或全片層。從而使機(jī)械加工工程簡化。它們中各種合金元素的成分含量如表 1： 表 1. 鑄態(tài)高鈮 TiAl 合金中各元素的原子百分比 合金元素 Al Nb W B Y Ti 原子百分比 45 其余 這三種鑄態(tài)試驗(yàn)的熔煉鑄造原理如下： 自耗凝殼熔煉鑄造工藝：目前我國鈦合金熔鑄使用最廣泛的設(shè)備是真空自耗電極電弧凝殼熔鑄爐。熔煉原理是將各種成分的元素制成金屬棒，然后將金屬棒作為自耗電極的負(fù)極，盛接金屬液的水冷銅坩堝作為正極，兩者均置于真空室內(nèi)。伴隨自耗電極的熔化，通過控制電極的下降速度，將自耗電極重熔為成分均勻、組織致密、純凈度高和偏析少的重熔合金鑄件。 等離子熔煉鑄造工藝：用惰性氣體（氬氣）、還原性氣體（ 氫氣）、或兩種氣體的混合物作為介質(zhì)，溫度到 3 萬176。 磁懸浮熔煉鑄造工藝：將金屬放在高頻電場中時，會在金屬表面上長高頻渦流，金屬上的高頻渦流所產(chǎn)生的焦耳熱，將金屬熔化，從而達(dá)到無容器熔煉金屬的目的。利用光學(xué)金相顯微鏡和掃描電鏡背散射電子成像模式 (BSESEM)對合金試樣原始和經(jīng)不同熱處理工藝以及以后的成分偏析分布情況進(jìn)行研究。然后在 1001200砂紙上分別磨制試樣。當(dāng)一道砂紙磨完以后換下一道，磨制的方向要和上一道砂紙磨制的方向相互垂直。在試樣表面使看不到相互交叉的劃痕。而且每一道中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 砂紙磨 好以后要將桌面清理干凈，然后在水龍頭下用水將手和試樣洗干凈防止粘上砂粒。在拋光過程中為了節(jié)省拋光膏可以將拋光膏直接涂在試樣需要拋光的面上，然后在呢質(zhì)拋光布上拋光。制好的試樣就可以進(jìn)行掃描電鏡觀察和能譜分析了。腐蝕時間大約在 15 秒左右為宜。用鑷子夾起一團(tuán)棉花，蘸取一定的 HF 溶液涂在試樣磨好的面上，約十幾秒鐘后拿到水龍頭下沖洗。 將腐蝕好的試樣放到光學(xué)金相顯微鏡下觀察金相前必須保證試樣已經(jīng)被吹風(fēng)機(jī)吹干，防止試樣上沾的水或者腐蝕液損害鏡頭。其中三種不同鑄態(tài)原始組織掃描電鏡照片如下圖： 圖 3： 自耗凝殼大尺寸鑄態(tài) TiAl 合金掃描電鏡圖片 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 圖 4：離子大尺寸鑄態(tài) TiAl 合金掃描電鏡照片 圖 5： 磁懸浮小尺寸鑄態(tài) TiAl 合金掃描電鏡照片 初步試驗(yàn)方案 在圖 3－ 5 的高倍掃描電鏡照片下看到的白色襯度相經(jīng)過能譜分析結(jié)果可以知道：白色襯度的為β相，黑色襯度相為γ等軸晶。另外通過觀察高倍掃描照片后發(fā)現(xiàn)這些β相主 要分布在片層團(tuán)晶界處，同時在磁懸浮小尺寸鑄態(tài) TiAl 合金的高倍掃描電鏡照片中還可以看到有一些β相分布在片層內(nèi)。處于片層團(tuán)內(nèi)的β相形成的偏析稱為α 2偏析。這是由于在β晶粒形成時的凝固過程中 Al被推向固液界面造成 Al 的偏析 , 這樣最后富 Al 的溶液直接凝固形成黑色襯度的γ相 [1， 2， 5]。由于偏析的消除需要依靠合金元素在鑄件中的長時間擴(kuò)散來完成。完全消除偏析需要擴(kuò)散的元素總量就較大。對于那些能夠消除小尺寸合中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 金中偏析的工藝同樣能夠更適應(yīng)更有效的消除大尺寸合金中的偏析。 熱處理工藝及結(jié)果分析 將小尺寸磁懸浮鑄態(tài)原始試樣放入高溫電阻爐內(nèi)分別進(jìn)行如下的熱處理工藝： 工藝 1：對鑄態(tài)下的合金在α +γ兩相區(qū)（ 1300℃）溫度下分別退火 3 小時和 6 小時。 工藝 3：對鑄態(tài)下的合金在α +β兩相區(qū)（ 1400℃）溫度下分別退火 3 小時和 6 小時。 C，然后保溫 6 個小時后，繼續(xù)升溫半個小時后達(dá)到1300176。 C） T01 60 升溫時間（分鐘） C02 800 設(shè)定溫度 T02 360 保溫時間 C03 800 保溫溫度 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 T03 30 升溫時間 C04 1300 升到的溫度 T04 180 保溫時間 C05 1300 保溫溫度 T05 121 程序結(jié)束 將熱處理以后的試樣制成金相試樣并在金相顯微鏡下觀察并照相。 C 退火 3 小時的掃描電鏡照片 圖 1300176。 C 退火 6 小時的掃描電鏡照片 通過對圖 8 中的金相照片的比較可以看出，隨著退火溫度的提高和保溫時間的延長，合金中的片層團(tuán)尺寸不斷增加：鑄態(tài)原始組織中片層團(tuán)的尺寸大小約為 30181。m、 1400176。m、 1250176。m。 同時通過和鑄態(tài)原始組織的掃描照片對比我們發(fā)現(xiàn)：隨著退火溫度的提高，組織中β相偏析有逐漸偏聚長大的趨勢。m,圖 9 中經(jīng)過 1300176。m，圖 11 中經(jīng)過 1350176。m。因此我們可以得出這樣的結(jié)論：通過提高退火溫度來消除偏析的方法是行不通的。同時通過比較圖 圖 9 和圖 10 看出：在α +γ兩相 1300176。鑄態(tài)下偏析占整個鑄態(tài)組織的 25%，而在圖 10 中可以看到偏析在 整個組織的大約 10%。 二．試驗(yàn)
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