《鈦鋁合金氫致軋制改性及成形性能研究》是依託哈爾濱工業大學，由宗影影擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈦鋁合金氫致軋制改性及成形性能研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宗影影
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著航空航天材料向低密度和高使用溫度的方向發展，鈦鋁合金成為替代鎳基高溫合金的理想材料，板材的套用是其實用化的一個突破口。針對鈦鋁合金塑性差、韌性低、熱加工困難，本項目基於置氫增塑機理，提出將熱氫加工技術（THP：置氫-熱加工-真空除氫）套用於鈦鋁合金板材軋制及成形過程中，以改善其塑韌性和加工性能，實現對其組織和性能的精確調控。主要研究：（1）置氫鈦鋁合金高溫變形行為及開坯鍛造工藝研究；(2)氫對鈦鋁合金板材軋制及成形性能的影響規律；(3)氫對鈦鋁合金組織結構演變（相變、動態回復、動態再結晶、位錯運動和孿晶等）的影響規律及其機理分析；(4)制定鈦鋁合金板材軋制的最佳氫含量及最佳成形工藝方案；(5)建立鈦鋁合金板材氫含量與組織結構和性能的相關性模型，實現板材組織和性能的精確調控。本項目的研究將為提高鈦鋁合金的塑韌性、改善其加工性能、推進其實用化進程提供一條新途徑，為熱氫加工技術的套用奠定理論基礎。
結題摘要
Ti-Al合金密度低、高溫力學性能優良，在航空航天工業中展現出令人矚目的發展前景。但其本徵脆性、熱加工能力差嚴重限制了它的工程套用，因此本項目基於置氫增塑機理，提出將熱氫加工技術套用於鈦鋁合金板材軋制及成形過程中，以改善其塑韌性和加工性能。本項目研究了置氫Ti-Al合金的高溫變形行為，建立了置氫Ti-Al合金高溫變形本構關係；提出了氫致擴散層片分解機制和氫致相變層片分解機制，闡明了氫致動態再結晶機制；研究了置氫Ti-Al合金鑄錠開坯鍛造工藝，獲得了晶粒均勻細小的板坯，闡明了板坯初始組織及退火熱處理之間的關係；研究了板材軋制性能與氫含量、軋制參數（軋制溫度、道次變形量和總變形量）之間的關係，揭示了板材熱軋過程中的氫致改性機理。研究發現，置氫可以降低Ti-Al合金鍛造溫度約50℃，氫致峰值應力平均下降率約為25%，合金熱加工視窗增大，並可獲得細小均勻的組織。置氫後Ti2AlNb合金板材熱成形塑性提高約一倍，載荷降低最大達50%，成形性能提升明顯。因此，本項目的研究為熱氫加工技術在Ti-Al合金熱加工領域的套用奠定了理論基礎，為提高Ti-Al合金的塑韌性、改善其加工性能、推進其實用化進程提供一條新途徑，具有重要的理論和工程意義。
