热压缩工艺对Ti-Cu合金微观组织与硬度的影响
[关键词:热压缩,合金,微观组织] [热度 ]提示:此毕业设计论文完整版包含【论文,答辩稿】 作品编号:clkx0043,word全文:46页,合计:17000字 |
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本文使用 XRD 对 Ti-Cu 合金的物相进行分析,腐蚀试样后使用金相显微镜和扫描电子显微镜对试样中的微观组 织进行观察。利用显微硬度计测量硬度,并对硬度值进行 分析。根据分析结果,选择合金的最佳热压缩工艺以此来
提升合金的整体性能。
本课题目的在于研究热压缩对粉末冶金 Ti-Cu 合金微观组织的和力学性能的影响,在不降低合金生物相容性和抗菌性的同时,寻求 Ti-Cu 合金的最佳热加工工艺。
通过 XRD 对合金中的物相进行分析,得到合金张具体含有哪些物相,再通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察整体的形貌变化,并对其中具体的物相进行分析,最后通过显微硬度计的得到试样的硬度值,并对硬度值进行分析得到实验结果。以下就是最终实验结论:
(1)通过观察不同热压温度下的 Ti-Cu 合金金相照片和扫描电子照片,发现随着热压温度的升高,合金中 αTi 向 βTi 转变越快,合金的组织形貌由大块状转变为针状,最终合金中只有很少量的 αTi。
(2)通过观察不同热压速率下的 Ti-Cu 合金金相照片和扫描电子照片,发现随着热压速率的降低,合金中 αTi 向 βTi 转变越快,合金的组织形貌由块状转变为针状,最终合金中只有很少量的 αTi。
(3)通过对硬度值进行分析发现,当热压温度为 900℃-950℃时,Ti-Cu 合金具有最高的硬度值。
(4)通过对比不同比例 Ti-Cu 很近,发现 Ti-Cu 合金的最佳热压温度不随合金中 Ti-Cu 含量的比例改变而改变。
(5)通过对比不同比例 Ti-Cu 的整体硬度,发现合金的整体硬度随 Cu 含量的增高而增高,原因为铜含量增高,富铜相更多,硬度更高。
结合微观组织对合金的硬度进行分析。从 800℃开始,随着热压温度的升高,合金中的组织形变的快,其中 Ti 由块状的 αTi 向 βTi 开始转变,并且转变的速度随热压温度的升高而升高,随热压速率的降低而升高。再通过 EDS 和XRD 的发现 Ti-Cu 合金中富铜相最多的时 Ti2Cu 和 Ti3Cu,随着热压温度的升高与热压速率的减小,第二相的生成越快,则硬度最高。在 900℃-950℃左右, Ti2Cu 和 Ti3Cu 基本生成完毕,所以硬度达到了最高。随着温度再升高新的富铜相生成,这些富铜相降低了合金的硬度,所以说最佳的热压缩温度为 900℃-950℃。通过硬度的对比,我们发现 Ti-Cu 合金的比例对整体硬度有影响,再结合 XRD 可以推断硬度与 αTi 和 βTi 的含量有关。Ti-7Cu 的α Ti 含量较高β Ti 含量较低,所以可以确定α Ti 的硬度比β Ti 的硬度高。最终通过不同比例合金的最佳热压温度对比,发现最佳热压温度均为 900℃-950℃,不随合金的比例而变化。
结论
本文通过采用 XRD、光学显微镜、电子扫描显微镜对不同比例 Ti-Cu 合金的微观组织进行观察和分析,同时用显微硬度计对试样硬度进行分析,得到了以下的结论:
1.在相同的热压温度下,随着热压速率的升高 Ti-Cu 合金的组织转变越明显, 即 αTi 向 βTi 转变越快。在相同热压速率下,温度越高 Ti-Cu 合金的组织转变越明显。
2.Ti-Cu 合金在 900℃-950℃、最佳热压速率为 0.1s-1 和 0.5s-1 时合金具有最高的硬度,不随 Ti-Cu 合金中 Cu 含量的变化而变化。
3.Ti-Cu 合金中含 Cu 的比例越高,合金的硬度越高。
4.Ti-Cu 合金中(α+β)Ti 使得合金硬度增高,但随着热压温度达到 1000℃, 合金中 αTi 急剧减少,βTi 急剧增多,在试样中平均分布,使硬度降低。
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