TC4合金的性能研究开题报告-北科大

北 京 科 技 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告- -I目录1 前 言 .11.1 课 题 背 景 .11.2 课 题 的 目 的 和 意 义 .22 文 献 综 述 .32.1 纯 钛 的 性 能 及 特 点 .32.2 钛 合 金 的 概 念 及 分 类 .52.3 钛 合 金 的 特 点 及 应 用 .62.3.1 钛 合 金 的 特 点 .62.3.2 钛 合 金 的 应 用 .72.4 TC4 合 金 的 组 织 及 性 能 .92.4.1 TC4 合 金 的 组 织 .92.4.2 TC4 合 金 的 基 本 性 能 .112.4.3 TC4 合 金 基 本 相 的 组 成 .122.5 国 内 外 钛 合 金 研 究 进 展 .122.6 钛 合 金 的 热 处 理 .152.6.1 钛 合 金 热 处 理 的 分 类 .152.6.2 钛 合 金 固 溶 时 的 相 变 .162.6.3 钛 合 金 时 效 时 的 相 变 .172.6.4 钛 合 金 固 溶 时 效 条 件 选 择 .192.6.5 TC4 钛 合 金 的 固 溶 时 效 工 艺 .203 研 究 内 容 及 研 究 方 案 .213.1 研 究 目 标 .213.2 研 究 内 容 .213.3 研 究 方 案 及 技 术 路 线 .213.3.1 固 溶 时 效 实 验 .213.3.2 拉 伸 实 验 .223.3.3 金 相 实 验 .22北 京 科 技 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告- -II3.3.4 显 微 硬 度 .233.4 技 术 路 线 .233.5 课 题 难 点 .234 研 究 工 作 计 划 及 时 间 安 排 .24参 考 文 献 .25北 京 科 技 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告- -11 前 言1.1 课 题 背 景钛是一种具有优异物理机械性能和耐化学介质腐蚀的金属。与其它金属相比，它有许多可贵的优点，这些优点使其在国民经济各部门中具有特殊用途。钛的熔点高，比重小，仅为钢的 57%，强度高，超过高强度钢和铝合金，具有良好的热强稳定性、低温韧性、高耐蚀性和优良的工艺性能。这种少有的综合性能使钛成为现代技术最有前途的结构材料之一。此外，钛在地壳中的蕴藏量极为丰富，其含量占地壳重量的 0.61%，在所有元素中占第十位，在金属中仅次于铝、铁、镁占第四位，比常见的铜、锌、铅、锡和镍的蕴藏量总和还多。这些特点，使钛深得世界各国的普遍重视，因而发展也很快。虽然钛的价格目前仍较高，但基于它的特性，在很多场合下，采用钛在经济上是有利的。对于某些特殊生产，钛是可以用来制造设备的最理想的金属材料 1。钛合金具有比强度高、高温性能好、防腐蚀能力强的优点，在航空航天等领域得到了广泛的应用。目前钛合金开发和应用的重点仍然是航空航天工业的结构件。钛合金具有强度接近中强度钢而且密度小的特点，代替结构钢和高温合金，能大幅度减轻结构重量，还具有耐热性能好的特点，因此在飞机的高温部位(如后机身等)，可取代因高温使用性能不能满足要求的铝合金。在 400-500范围内，钛合金比持久强度、比蠕变强度和比疲劳强度都明显优于耐热不锈钢。钛合金和飞机上大量使用的复合材料的强度、刚度匹配较好，同时由于两者电位比较接近，不易产生电偶腐蚀，相应部位的结构件和紧固件宜采用钛合金作为结构件，因此钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，其应用水平是衡量武器装备先进程度，影响武器装备战备性能的重要方面。由于这些优点，从 50 年代开始，在较短的时间内，钛工业得到了迅速的发展，钛及钛合金已广泛应用于航空、航天、化工、石油、冶金、电力、舰船及医疗器械等行业，被誉为“现代金属”、“第三金属”、“战略金属”2-3。随着我国钛工业生产规模的不断扩大，产量逐年增加，冶炼和加工技术的改进，在满足国防军事工业需要的同时，从 1972 年起，钛在石油化工、冶金、轻工、机械、仪表、医疗卫生等方面也得到了越来越多的应用，并取得了良好的使用效果，在这些民用工业中享有很高的声誉，钛材在我国民用工业生产中的应用已经有了良好的开端。北 京 科 技 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告- -2我国钛资源极为丰富，居世界前列，发展钛工业有着雄厚的物质基础。建国以来，我国的钛