《航空鈦合金管材中織構取向密度與力學性能的關係研究》是依託西安交通大學，由張暉擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：航空鈦合金管材中織構取向密度與力學性能的關係研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：張暉
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
TA18高強薄壁鈦合金管材用於先進飛機的管路系統，研製和加工技術難度大，航空工業急需，但國內尚不能生產。管材具有的織構是決定其綜合力學性能的關鍵因素，而織構取向密度即多晶擇優取向的晶粒數量與力學性能的關係缺乏系統研究和明確認識。本項目採用管材減薄展平法解決形狀對X射線衍射強度影響無法修正的困難，實現對管材織構的精確測定。通過不同變形加工參數製備TA18鈦合金管材，獲得系列織構類型和織構取向密度的試樣。在保持其他材料組織結構一致的情況下，測試不同織構取向密度的鈦合金管材的力學性能，深入研究織構取向密度對力學性能的影響及其規律，完善管材力學各向異性的織構微觀作用機理，建立織構取向密度與力學性能關係的數學物理模型，根據飛機服役要求提出裁剪設計制管過程中形成織構的準則。本項目對加快高性能鈦合金管材的研製和開發，充分發揮材料潛力，提高航空產品質量，具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
高強薄壁鈦合金管材用於先機飛機的管路系統，我國航空工業急需，但國內還不能規模化生產。鈦合金管材在加工製備中易形成強烈織構，織構是決定其綜合力學性能的關鍵因素。織構測量精度、織構表征與力學各向異性關係及測試效率是這一問題的研究難點。力學性能不僅僅與織構類型有關，還與擇優取向的晶粒數量即密度有關。深入研究織構擇優取向密度及取向類型對力學性能的互動影響及其規律，分析織構與管材力學各向異性的微觀作用機理，建立織構擇優取向密度與力學性能關係的數學物理模型，根據飛機服役要求裁剪設計制管過程中形成的織構，對加快高性能鈦合金管材的研製和開發，充分發揮材料潛力，提高航空產品質量，具有重要的理論意義和套用價值。 通過研究，取得以下主要成果： 1. 解決了鈦合金管材織構精確測定困難的問題，提出了適用的測定方法和參數。採用管材減薄展平法解決了形狀對X射線衍射強度影響無法修正的困難，因為當材料變薄後，變為柔性體，變形時保證不發生塑性變形，使減薄處理不會影響管原始織構，從而實現了對管材織構的精確測定。 2. TA18鈦合金的服役條件不同於鋯合金等密排六方金屬，不能採用織構因子（TC）、Kearns 因子及F參數等評價，而需要用晶體取向分布函式（ODF）的極密度值和分布寬度。用ODF參數描述和評價鈦合金織構是正確和敏感的。3. 對於服役條件不同於其它六方晶系的TA18鈦合金，應採用兩個ODF極密度值和管徑向與主織構基極夾角這三個參數評價力學各向異性。4. ODF表明TA18鈦合金管材主要由雙重織構組成，即基面織構Tb和斜面織構Ti。通過分析織構類型和織構密度與管材收縮應變比CSR之間的關係，提出表征TA18管材織構的參數： F=Ib+Ip(1-chi/45)，其中chi是主織構斜面與基面的夾角。CSR隨F值的增加而增加，F小於5.00時，管材的力學性能難以合格。 本項目實施過程中，在Springer出版集團的國際學術刊物、本領域重要的國際學術會議（ICOTOM17）及國內重要期刊上投稿、發表論文6篇。培養研究生3名。項目組通過積極參與相關領域主流國際、國內會議，與國內外同行進行了深入的學術交流與合作。研究成果引起同行的關注，並通過舉辦講座、調研等方式，將成果向我國航空工業相關部門及配套廠家介紹、說明，為此作出了自己的貢獻。
