一、ZTC4变形组织与力学性能研究（论文文献综述）
赵红霞,南海,沙爱学[1]（2021）在《BT22铸造钛合金的组织和性能及与ZTC4钛合金的对比分析》文中研究表明研究了铸造BT22钛合金的组织、性能和热处理工艺,并以常规铸造钛合金ZTC4钛合金作为对比,分析了BT22钛合金的优势。
宗学文,张健,杨学东[2]（2020）在《基于快速铸造的钛合金数值模拟及组织性能》文中研究指明利用选区激光烧结（SLS）技术,建立ZTC4合金熔模铸造试验模型,通过ProCAST软件对其温度场和凝固过程进行分析,结合CAF模块对晶粒生长结构进行研究,同时研究了合金的微观组织及力学性能。结果表明,采用底注式浇注系统时,合金液从外向内顺序凝固,没有夹渣卷入缺陷。试样底部的冷却速率>顶部冷却速率,平均冷却速率为1.26℃/s,组织中存在魏氏组织,底部晶粒尺寸小于顶部,试样平均屈服强度和抗拉强度分别为785.67 MPa、937.55 MPa,伸长率和断面收缩率分别为14.83%和19.33%,综合性能满足标准要求。
潘博,黄怡晨,李俐群,陶汪[3]（2019）在《多次激光修复对ZTC4钛合金组织与硬度的影响》文中研究指明采用了同轴送粉式激光熔覆技术对ZTC4钛合金板材上的圆孔形缺陷进行修复,研究了多次激光修复对ZTC4钛合金组织、热影响区尺寸及修复件硬度分布的影响。结果表明:修复件热影响区呈现为网篮组织→集束组织→针状马氏体的过渡,修复区组织主要由粗大的β柱状晶和内部的魏氏组织组成,且修复区顶部魏氏组织的长度更长;随着修复次数增多,热影响区尺寸明显增大,但硬度的增大并不明显。
潘博[4]（2019）在《ZTC4圆孔激光熔覆修复技术研究》文中认为铸造钛合金是航空发动机的薄壁机匣主要制造材料。当前在国内,针对铸造缺陷多还是采用手工电弧焊方法进行修复,不仅变形大、易形成裂纹,且质量难以控制。同样产品在国外先进国家早已采用激光熔覆方法进行自动修复,其热输入低、变形小,自动化程度高,在钛合金构件的生产制造上具有广阔的应用市场。本文将以5.5mm厚ZTC4钛合金为基体,TC4粉末为填充材料,采用同轴送粉式激光熔化沉积方法进行圆孔的激光修复技术研究,通过试验和模拟相结合方法完成工艺参数与修复路径的优化,获得优化修复工艺、热处理工艺,同时对其修复区、热影响区性能进行测试、评估,为激光修复技术的工程化应用提供试验与理论支持。本文首先针对ZTC合金底部直径Φ10mm、深度分别为3mm和5mm的圆孔,通过单道激光熔覆试验和数值模拟方法进行了修复工艺参数优化。为对比研究不同热输入对修复质量与热应力的影响,本文通过调节离焦量,分别设计较大光斑直径Φ2.5mm（离焦量-15mm）、较小光斑直径Φ1.0mm（离焦量-5mm）两种尺寸的光斑,系统研究激光功率、扫描速度和送粉量对熔覆成形质量的影响规律,并确定了两种热输入模式下的优化工艺规范。结果发现,3mm深的孔采用Φ2.5mm光斑、800W激光功率修复5层时,相比采用Φ1.0mm光斑、1100W激光功率修复3层,修复区的Von Mises应力增大了2.3%,即单层采用相对较大热输入,减少修复层数更利于降低应力。通过数值模拟的方法完成了激光修复过程的路径优化。研究发现,修复路径选择封边搭接模式时,修复区应力较低,平均值和最大值分别比顺序搭接模式减少了6.0%和4.4%;采用光斑直径为2.5mm和1mm两种工艺和顺序搭接、封边搭接、旋转修复三种路径模式进行了深度分别为3mm、5mm孔的激光熔覆修复对比试验。发现激光熔覆修复后ZTC4试件而气孔率较少,采用大光斑、顺序搭接路径修复,出现了少量层间未熔合;小光斑、封边搭接修复路径效果最好,没有未熔合缺陷、气孔率较低。进一步,对激光修复试样进行组织与力学性能分析,并重点研究多次激光修复对热影响区组织、性能的影响。研究发现,小光斑、封边搭接路径修复后的试件抗拉强度和延伸率均较低,断裂于热影响区处;大光斑、封边搭接路径修复后的试件力学性能较为优越,这是由于采用小光斑、封边搭接进行修复时,修复后热影响区处残余应力较大,产生了显微裂纹,导致了力学性能的下降。激光经过三次修复后,热影响区的尺寸、硬度分别增大了127.3%和4.0%。最后使用退火、固溶+时效两种热处理工艺对修复后的试件进行热处理。研究发现,去应力退火和固溶+时效后修复试样拉伸性能变化不大,但去应力退火后熔覆区硬度降低了6.1%,热影响区降低了2.6%,而固溶+时效熔覆区、热影响区和母材区硬度均略有上升,分别上升了2.5%、3.4%和5.3%。同时,去应力退火后Von Mises应力最大值减小了了39.4%,平均值减小了22.9%,可以明显降低修复后残余应力。
熊聪[5]（2019）在《钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究》文中指出钛合金零件快速制造技术,是制造业长期关注的课题。特别是满足型号项目需求的复杂钛合金零件,其研发费用高、周期长、性能指标难以保证。成为近年3D打印技术的研究热点。本文对国外船用钛合金叶轮的开发,进行快速铸造工艺研究。首先,围绕钛合金铸造缺陷,选择数值计算软件,对缺陷计算判据进行了分析。设计了两种浇注系统,通过仿真揭示缺陷分布与铸件质量关系。为保证铸件质量,针对常规浇注工艺参数范围,进行优化。为快速铸造工艺实践,提供了较优的浇注工艺方案。其次,研究了采用激光选区烧结技术制备聚苯乙烯原型件工艺。使用正交实验法分析了预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距和分层厚度对制件尺寸精度的影响,确定了较优的工艺参数组合。围绕铸件设计要求,对其原型质量要求不同的表面,采取不同措施,制备出满足工艺要求的原型。最后结合浇注系统优化结果,采用双铸件组树方案制备出合格型壳。在真空度小于0.4Pa的环境中进行重力浇注,通过清理、浇冒口切除、热等静压、退火处理等工序获得叶轮铸件。经过X射线检测、随炉试棒机械性能分析表明:铸件性能指标满足设计标准要求。验证了钛合金叶轮快速熔模铸造工艺的可行性。
黄潞[6]（2019）在《TC4钛合金水下激光填丝焊接控形控性工艺研究》文中认为水下激光焊接技术是一种比较高效的原位修复技术,在水下工业领域具有广泛的应用前景,可以极大地简化水下设施在陆上维修拆卸等复杂过程。而对于钛合金激光焊接技术来说,由于其焊接速度快且能得到质量较好的焊缝,同时自动化程度较高,深受当今社会的青睐,应用范围越来越广。为此,本课题对TC4钛合金水下激光填丝焊接试验方法及工艺进行了重点研究。为了将水下焊炬与激光系统进行更好地搭配,同时消除实验外部因素的影响,在实验室前人研究的基础上,首先重点探讨了通入背面保护气体流量及离焦量对焊缝成形、焊缝接头微观组织及力学性能等方面的影响规律,发现过小的保护气流量并不能够保护焊缝不被氧化,而过大的保护气流量则会使焊缝形貌变差,同时在适当的离焦量下会获得良好的焊缝。因此得到二者的最佳范围,分别是:背面气流量为35 L/min、离焦量0 mm。并在此基础上,探讨了激光功率、焊接速度及送丝速度对TC4钛合金水下激光填丝焊接焊缝形貌的影响,发现激光功率及焊接速度的变化主要是改变了激光焊接的热输入量,进而对焊缝形貌产生影响,而送丝速度的过快或过慢也会对焊缝形貌产生很大的影响。其次研究了激光功率、焊接速度及送丝速度等试验参数对TC4钛合金水下激光填丝焊接试验微观组织及力学性能的影响。发现焊缝以柱状晶形式存在,并且从母材到焊缝中心晶粒大小不同。而焊缝接头力学性能也会随着参数的变化产生差异,同时结合不同参数对焊缝形貌的影响规律,可以得到2 mm厚TC4钛合金水下激光填丝焊接试验最佳工艺参数为:激光功率3.0 k W、焊接速度20mm/s、送丝速度60 mm/s、离焦量0 mm、背面保护气流量35 L/min,此时下的焊缝抗拉强度可达852.81 MPa。最后选取在每组最佳工艺参数下分别进行TC4钛合金水下激光填丝焊接及陆上激光填丝焊接试验,从焊缝成形、焊缝接头微观组织及力学性能等方面进行分析,对本次水下激光填丝焊接试验进行论证。结果表明,水下焊缝接头与陆上焊缝接头在成形、微观组织及力学性能等方面没有太大差别。水下及陆上焊缝内部均没有产生表面裂纹及焊接气孔等缺陷,焊缝成形良好,二者接头中心处微观组织主要都是由柱状晶组成,且柱状晶内部均为针状马氏体。此外,在焊缝中心以及热影响区内的显微硬度较母材都有了大量的提升,且在焊缝中心处其显微硬度值达到最高,从焊缝中心处到热影响区显微硬度逐渐降低。陆上焊缝接头的冲击韧性为38.99 J/cm2,水下焊接接头的冲击韧性是39.07 J/cm2,达到母材冲击韧性的78.38%,焊缝接头满足要求。进而为水下激光填丝焊接技术应用到实际生产应用中奠定了重要的基础。
唐霄汉[7]（2018）在《新一代运载火箭整流罩关键分离特性研究》文中认为整流罩作为保护有效载荷、维持弹箭体气动外形的重要组成部分,在运载火箭及大部分导弹（统称运载器）中广泛应用。当运载器摆脱大气环境干扰后,整流罩不再起作用,需要将其从运载器本体中分离出去。作为新一代大型运载火箭,CZ-5采用的整流罩尺寸规模更大,结构形式更复杂,同时分离动力也更大。此外,随着尺寸增大,整流罩的刚度越小,结构的变形对整流罩分离的影响越大。目前运载火箭整流罩的分离研究主要是面向中小型运载火箭整流罩分离的数值仿真、地面试验和计算流体动力学分析。然而在面向大型运载火箭的整流罩时,以往的分析手段难以考虑结构的变形对分离带来的影响,可能造成较大误差。基于此,本文面向我国新一代大型运载火箭CZ-5,从以下几个方面开展大型整流罩关键分离特性研究。（1）以往整流罩分离研究从未考虑铰链系统是否失效问题,而CZ-5增大了分离动力,铰链系统冲击的安全性问题关系到能否成功分离,必须要考虑。传统的整流罩铰链系统冲击模型是简化成刚体或准静态本构模型,分析结果不准确。为了获得准确的铰链系统冲击模型,本文首先通过冲击压缩试验获取铰链系统的组成材料ZTC4-1和30CrMnSiA（经热处理和未经热处理）在不同加载速率下的动态力学性能,并与准静态拉伸试验结果进行对比。试验结果表明,铰链系统的材料成分均为应变率敏感材料,且不同的加工工艺会影响材料的力学性能,热处理后材料的力学性能更佳。通过金相组织照片,解释了材料性能随应变率发生变化的原因。最后采用JC模型对试验数据进行拟合,建立了高应变率下铰链系统各材料的动态本构关系,与试验相比,拟合效果很好,说明JC模型能很好地表征材料的动态力学行为,为铰链系统自冲击有限元分析提供动态本构模型。（2）为了保证国内首次直径五米级大型运载火箭整流罩的安全分离,基于材料的动态力学性能试验及其拟合结果,本文对铰链系统的自冲击行为进行数值仿真研究。首先,通过显式动力学分析可得,CZ-5在分离动力作用下铰链系统自冲击行为呈现“先强后弱”的趋势,即运动早期碰撞激烈,后期碰撞呈现低速平稳状态,整个过程会使结构进入塑性,但变形量并不大,铰链系统仍然处于安全状态。其次,从内力角度分析可得,剪力和弯矩是铰链摆臂销轴在碰撞过程中的主要的内力形式。最后,通过比较准静态本构和动态本构下的计算结果,说明动态本构模型对于整流罩解锁问题更加准确,有利于提高预判整流罩分离成败的准确性。（3）在保证铰链系统自冲击安全的情况下,进一步研究CZ-5整流罩在大型分离动力作用下的分离特性。整流罩分离的传统分析方法不考虑结构的柔性,不能直接处理大规模的壳体运动,因此本文首先基于Lanczos方法对CZ-5整流罩进行模态分析及振型提取,分析结果表明CZ-5整流罩柔性较大,在分析整流罩分离特性时需要考虑,否则会造成较大误差。在建立准确的CZ-5整流罩有限元模型基础上,通过显式动力学分析进行整流罩的分离过程模拟仿真,结果表明整流罩在分离动力作用下能够成功分离,但分离过程中发生了较大的呼吸变形,最大收缩变形量接近了整流罩的包络空间上限。为了保证分离安全性,本文提出了一种含导向孔和载荷支架的弹簧组件新结构,对呼吸变形进行抑制。该结构通过弹簧顶杆与导向孔、载荷支架相互接触,达到局部刚度强化的目的,从而保证整流罩分离过程的呼吸变形在许可范围内,最后通过试验验证了新结构在控制整流罩呼吸变形方面的作用效果。（4）针对CZ-5大型整流罩地面分离试验的流固耦合问题进行了研究。对于整流罩地面分离这种大范围运动的流固耦合问题,流固耦合接触面时刻发生变化,传统的计算流体动力学（CFD）方法需要固定的流固耦合接触面,通常以迭代方式对流固耦合问题解耦,计算量大且精度不高。因此本文基于耦合欧拉拉格朗日法（CEL）对整流罩地面分离试验进行分析,将固体问题和流体问题同时求解。计算过程中采用弹簧能量折减法提出一个高效等效分析模型,该模型可以保证精度和效率相对平衡,由分析得到整流罩分离过程中的流场变化特性,并获得了 CZ-5大型分离试验的验证。综上,本文面向我国新一代大型运载火箭CZ-5,开展了大型整流罩关键分离特性研究,提出的分析方法均获得地面试验的验证,突破了大型整流罩设计、分析的瓶颈,解决了弹性整流罩在飞行过程中的呼吸变形预示及地面分离过程中的流固耦合分析难题,相关分析方法和流程已写入我国航天行业设计标准,对提高整流罩分离系统设计能力,提升整流罩分离特性预示精度均有重要作用。研究成果得到中国航天一院新一代运载火箭型号办公室的充分肯定:“关键分离参数与实测值误差在10%以内,对我国火箭整流罩设计意义重大”。
赵桐,李晋炜,唐振云,吴冰[8]（2018）在《ZTC4合金电子束焊接接头显微组织及力学性能研究》文中提出以ZTC4钛合金电子束焊接接头为研究对象,通过显微硬度试验、金相分析以及常规力学性能试验,讨论了电子束焊接接头不同位置的组织、形态差异,探究显微组织与接头显微硬度的相关性,以及电子束焊接接头的拉伸性能和冲击性能。通过组织分析及显微硬度测试发现,ZTC4合金电子束焊缝微观组织由原始β相转变为针状α’相,即针状马氏体,其热影响区组织为片状α相与原始β相的混合物,且焊缝处显微硬度最高,热影响区其次,母材最低。通过力学性能测试发现,电子束焊接接头的拉伸和冲击性能与母材相当,说明采用电子束焊接ZTC4可以得到力学性能良好的焊接接头。
张守银[9]（2016）在《ZTC4钛合金凝固行为及组织演化研究》文中研究说明ZTC4（Ti–6Al–4V）是一种中等强度的α+β型铸造钛合金,具有良好的综合性能,同时具有良好的铸造性能和焊接性能,是目前应用最广泛的钛合金,在航空航天、船舶、生物医疗等领域都得到大量的应用。钛合金铸造主要应用于不能进行冷加工、热加工或加工难度大的复杂结构件,具有尺寸精度高、成本低、性能优异等特点。然而,钛合金精密铸造存在薄壁铸件成形困难,晶粒组织粗大、不均匀等问题。为提高钛合金铸造的成形能力问题,本文研究了ZTC4合金反重力铸造工艺对充型能力、凝固特性的影响,并对铸造工艺、组织与性能之间的关系进行了讨论。铸件组织决定着铸件的性能,而铸态组织是由铸造合金从液态至固态的热历史决定的。通过控制钛合金凝固过程的热历史,可以有效控制钛合金铸造组织,从而对铸件力学性能进行调控,提高组织的均匀性。本文研究了ZTC4合金凝固过程中不同温度进行恒温处理对组织演化的影响,探讨了组织演化机理,并研究了恒温处理对ZTC4合金的反重力铸造的影响规律。同时,本文通过热处理方法对铸件组织和性能进行了进一步的调控。主要研究内容和结论包括:（1）研究了ZTC4合金凝固过程中在不同温度的恒温处理对组织演化的影响,发现冷却过程中在950℃970℃之间的温度范围内进行一定时间的恒温处理,以较快的速度冷却（大于150℃/min）,可得到小长径比的粗片层和平行细片层组成特殊双态组织。在此基础上,讨论了特殊双态组织的形成机理,发现恒温处理过程中,由于元素扩散,初生α片层不断粗化;在Ostwald熟化机制、边界分裂机制和热沟槽效应的作用下,初生α片层和晶界α发生分解,碎断成一定长径比的α片层。随后的冷却过程中,由于恒温处理过程中V元素在β基体中的富集,以及晶界α、初生α能够提供大量的形核质点,以及较大的冷速,形成了由细小片层组成的小尺寸的集束。（2）采用数值模拟与工艺实验相结合的方法,研究了ZTC4合金反重力充型及凝固过程中的多物理场演化,探讨了模壳预热温度、铸件截面尺寸以及热等静压对铸件组织和性能的影响,确定了ZTC4合金反重力铸造工艺参数:浇注温度1760℃,模壳预热温度300℃和650℃,充型压力60kPa,升压速度9kPa s-1。（3）采用CAFé模型研究了反重力铸造过程微观组织演化,对实验得到的晶粒结果进行了测量,并对不同直径的铸件试棒进行了室温力学性能测试。发现与普通重力铸造相比,反重力铸造铸件更为致密,强度和塑性均有提高;随铸件截面尺寸的增加,铸件的晶粒度增加,铸件抗拉强度、屈服强度和塑性呈降低趋势;模壳预热温度较高时,所获得试棒铸件的强度稍微降低,塑性稍微增加。（4）将凝固过程恒温处理对ZTC4合金反重力铸造组织和性能的影响规律进行了研究,在850℃和900℃时分别进行了30min恒温处理,获得了合格铸件。恒温处理条件下的铸件,经热等静压处理后,其强度和塑性均出现提升,并且不同截面尺寸的铸件,其性能趋于一致。其中,室温抗拉强度约为850MPa,屈服强度约为800MPa,而延伸率均大于10%。（5）研究了热等静压、β固溶时效处理、α+β固溶时效处理以及自定义热处理条件下ZTC4铸件的组织变化及对应的力学性能。不同模壳预热温度条件下获得的铸件,经热等静压和β固溶时效处理,其强度和塑性均达到了较高的水平:抗拉强度均值为1023MPa,屈服强度为960MPa,延伸率为11.8%;经热等静压和α+β固溶时效处理,其平均力学性能低于β固溶处理:抗拉强度均值为962MPa,屈服强度为899MPa,延伸率为7.9%。而经过在β相区和α+β相区依次进行固溶处理,然后进行时效处理,可以对铸件的性能进一步进行调控,其性能介于β固溶时效处理和α+β固溶时效处理之间。
刘继雄,杨奇,郭志军,王鼎春,高颀,江海涛[10]（2015）在《热等静压处理ZTC4钛合金低温热处理过程中组织演变》文中进行了进一步梳理研究了低温热处理后热等静压处理的ZTC4的组织演变规律。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）分析了不同尺度的组织特征。研究结果表明:原始组织由粗大的β晶粒和不同取向的α、β片层组成;温度由100℃升高到300℃,组织形态基本没有变化;当热处理温度在400℃时,α、β片层的形态由均匀变为不均匀。元素的微区扩散是造成这种现象的主要原因。
二、ZTC4变形组织与力学性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ZTC4变形组织与力学性能研究（论文提纲范文）
（1）BT22铸造钛合金的组织和性能及与ZTC4钛合金的对比分析（论文提纲范文）
| 1 化学成分 |
| 2 热处理工艺 |
| 3 组织对比 |
| 4 力学性能 |
| 5 综合评估及潜力分析 |
| 结论： |
（2）基于快速铸造的钛合金数值模拟及组织性能（论文提纲范文）
| 1 数学模型建立 |
| 1.1 三维几何模型 |
| 1.2 数学控制方程 |
| 1.3 CAF模型 |
| 2 试验材料及方案 |
| 3 试验结果分析 |
| 3.1 温度场分布与冷速分析 |
| 3.2 凝固过程 |
| 3.3 EDS能谱分析 |
| 3.4 微观组织及晶粒结构 |
| 3.5 力学性能 |
| 4 结论 |
（3）多次激光修复对ZTC4钛合金组织与硬度的影响（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 基本原理 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 ZTC4激光修复的微观组织特征 |
| 3.2 多次修复对热影响区尺寸的影响 |
| 3.3 多次修复对硬度的影响 |
| 4 结 论 |
（4）ZTC4圆孔激光熔覆修复技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光熔覆修复技术 |
| 1.2.2 激光熔覆修复过程的影响因素 |
| 1.2.3 激光熔覆修复数值模拟 |
| 1.2.4 钛合金激光熔覆修复后热处理 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验条件 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验设备 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 激光熔覆修复试验方法 |
| 2.4.2 金相制备和观察 |
| 2.4.3 显微硬度分析 |
| 2.4.4 拉伸性能测试 |
| 2.4.5 热处理工艺试验 |
| 第3章 圆孔激光熔覆修复的工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单道熔覆工艺特性探究 |
| 3.3 热弹塑性理论简介 |
| 3.3.1 温度场理论简介 |
| 3.3.2 应力场理论简介 |
| 3.4 激光熔覆修复模型建立 |
| 3.4.1 模型建立与网格划分 |
| 3.4.2 TC4 热物理性能参数 |
| 3.4.3 热源模型、初始条件及边界条件 |
| 3.5 不同工艺参数对钛合金修复过程的影响 |
| 3.5.1 不同工艺修复过程温度场分析 |
| 3.5.2 不同工艺修复过程应力场分析 |
| 3.5.3 不同工艺修复过程修复后变形分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 圆孔激光熔覆修复的路径优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 修复路径设计原则 |
| 4.3 不同修复路径下残余应力分析 |
| 4.3.1 顺序搭接与蛇形搭接 |
| 4.3.2 交叉顺序搭接与交叉蛇形搭接 |
| 4.3.3 封边搭接与旋转修复 |
| 4.3.4 不同修复路径下Von Mises应力比较 |
| 4.4 层间冷却对钛合金修复过程的影响 |
| 4.5 多层多道激光熔覆修复特性 |
| 4.5.1 采用较大光斑顺序搭接修复结果 |
| 4.5.2 工艺及修复路径优化结果 |
| 4.6 修复孔尺寸对修复后变形的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 激光熔覆修复区组织与力学性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ZTC4 激光熔覆修复的微观组织特征 |
| 5.2.1 母材区 |
| 5.2.2 热影响区α+β |
| 5.2.3 热影响区β |
| 5.2.4 熔覆区 |
| 5.3 力学性能分析 |
| 5.3.1 不同工艺与扫描路径对力学性能的影响 |
| 5.3.2 典型断裂形式 |
| 5.3.3 修复区厚度占比对力学性能的影响 |
| 5.4 多次修复对热影响区组织性能的影响 |
| 5.4.1 多次修复对热影响区宽度的影响 |
| 5.4.2 多次修复对热影响区硬度的影响 |
| 5.5 激光熔覆修复热处理工艺研究 |
| 5.5.1 热处理原理与工艺 |
| 5.5.2 热处理对熔覆区微观组织的影响 |
| 5.5.3 热处理对修复试样力学性能的影响 |
| 5.5.4 热处理对修复试样残余应力的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 熔模铸造国内外研究现状 |
| 1.2.1 熔模铸造国外研究现状 |
| 1.2.2 熔模铸造国内研究现状 |
| 1.3 聚苯乙烯的选择性激光烧结技术 |
| 1.3.1 SLS技术成型特点及应用 |
| 1.3.2 聚苯乙烯简介 |
| 1.3.3 选择性激光烧结PS粉末基础理论 |
| 1.4 快速铸造技术 |
| 1.5 快速熔模铸造 |
| 1.5.1 快速熔模铸造概述 |
| 1.5.2 快速熔模铸造的应用 |
| 1.6 本文研究内容、技术路线及章节安排 |
| 1.6.1 本文研究内容 |
| 1.6.2 技术路线及章节安排 |
| 2 熔模铸造数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造数值模拟概述 |
| 2.2 充型过程数值理论 |
| 2.3 凝固过程数值理论 |
| 2.3.1 传热方式 |
| 2.3.2 结晶潜热的处理 |
| 2.3.3 铸造残余应力理论 |
| 2.4 缩孔缩松预测方法 |
| 2.5 数值模拟软件ProCAST |
| 2.5.1 铸造仿真软件的选用 |
| 2.5.2 ProCAST的功能模块与模拟流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 叶轮熔模铸造数值模拟分析 |
| 3.1 叶轮初始浇注方案 |
| 3.2 叶轮初始浇注系统前处理设置 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 材料热物性参数设定 |
| 3.2.3 工艺参数设置 |
| 3.3 初始方案模拟结果分析 |
| 3.3.1 充型过程 |
| 3.3.2 凝固过程 |
| 3.3.3 缩孔缩松 |
| 3.4 浇注系统优化与模拟分析 |
| 3.4.1 浇注系统优化 |
| 3.4.2 充型过程 |
| 3.4.3 凝固过程 |
| 3.4.4 缩孔缩松分布 |
| 3.5 两种浇注系统的对比分析 |
| 3.6 浇注工艺参数优化 |
| 3.6.1 试验方法 |
| 3.6.2 工艺参数优化方案 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 聚苯乙烯原型的激光烧结工艺研究 |
| 4.1 影响SLS制件成型质量的工艺参数 |
| 4.1.1 预热温度分析 |
| 4.1.2 激光功率选择 |
| 4.1.3 扫描间距分析 |
| 4.1.4 扫描速度影响 |
| 4.1.5 分层厚度影响 |
| 4.1.6 扫描方式选择 |
| 4.2 工艺参数优化 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 工艺参数优化方案 |
| 4.3 原型件精度测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 叶轮快速熔模铸造工艺验证 |
| 5.1 浸蜡处理 |
| 5.2 组树 |
| 5.3 型壳制作 |
| 5.3.1 耐火材料 |
| 5.3.2 黏结剂 |
| 5.3.3 型壳涂挂与干燥 |
| 5.3.4 脱蜡和焙烧 |
| 5.4 合金熔炼与浇注 |
| 5.4.1 钛合金熔炼 |
| 5.4.2 钛合金浇注 |
| 5.5 后处理 |
| 5.5.1 铸件清理 |
| 5.5.2 热等静压 |
| 5.5.3 退火 |
| 5.6 力学性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）TC4钛合金水下激光填丝焊接控形控性工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光填丝焊接技术研究现状 |
| 1.2.2 水下激光焊接研究现状 |
| 1.2.3 TC4钛合金激光焊接技术研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验设备 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 水下激光填丝焊接试验 |
| 2.4.2 微观组织分析 |
| 2.4.3 力学性能分析 |
| 第3章 TC4钛合金水下激光填丝焊接工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 背面气流量对焊接质量的影响 |
| 3.2.1 背面气流量对焊缝成形的影响 |
| 3.2.2 背面气流量对焊缝接头力学性能的影响 |
| 3.3 离焦量对焊接质量的影响 |
| 3.3.1 离焦量对焊缝成形的影响 |
| 3.3.2 离焦量对焊缝接头力学性能的影响 |
| 3.4 激光功率对焊缝成形的影响 |
| 3.4.1 激光功率对焊缝宏观形貌的影响 |
| 3.4.2 激光功率对焊缝微观成形的影响 |
| 3.5 焊接速度对焊缝成形的影响 |
| 3.5.1 焊接速度对焊缝宏观形貌的影响 |
| 3.5.2 焊接速度对焊缝微观成形的影响 |
| 3.6 送丝速度对焊缝成形的影响 |
| 3.6.1 送丝速度对焊缝宏观形貌的影响 |
| 3.6.2 送丝速度对焊缝微观成形的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 水下激光填丝焊接微观组织及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光功率对焊缝接头微观组织与力学性能的影响 |
| 4.2.1 焊缝接头微观组织分析 |
| 4.2.2 焊缝接头力学性能分析 |
| 4.3 焊接速度对焊缝接头微观组织与力学性能的影响 |
| 4.3.1 焊缝接头微观组织分析 |
| 4.3.2 焊缝接头力学性能分析 |
| 4.4 送丝速度对焊缝接头微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.1 焊缝接头微观组织分析 |
| 4.4.2 焊缝接头力学性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TC4钛合金激光填丝焊接水下与陆上对比研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焊缝成形对比分析 |
| 5.2.1 焊缝接头宏观形貌对比分析 |
| 5.2.2 焊缝接头微观成形对比分析 |
| 5.3 焊缝微观组织对比分析 |
| 5.4 焊缝力学性能对比分析 |
| 5.4.1 拉伸性能对比分析 |
| 5.4.2 冲击性能对比分析 |
| 5.4.3 显微硬度对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（7）新一代运载火箭整流罩关键分离特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出与研究意义 |
| 1.2 国内外运载火箭及整流罩发展现状 |
| 1.2.1 运载火箭发展现状 |
| 1.2.2 整流罩发展现状 |
| 1.3 大范围运动柔性体分析方法 |
| 1.3.1 结构动力学基本方法 |
| 1.3.2 大范围运动柔性体动力学研究现状 |
| 1.3.3 整流罩分离动力学研究现状 |
| 1.4 碰撞动力学与材料动态本构研究 |
| 1.4.1 刚性体碰撞动力学研究现状 |
| 1.4.2 柔性体碰撞动力学研究现状 |
| 1.4.3 间隙机构碰撞动力学研究现状 |
| 1.5 金属材料动态本构模型研究 |
| 1.5.1 动态本构模型 |
| 1.5.2 30CrMnSiA钢和ZTC4-1钛合金动态本构模型研究现状 |
| 1.6 流固耦合问题研究 |
| 1.6.1 流固耦合问题概述 |
| 1.6.2 流固耦合问题研究现状 |
| 1.7 本文主要研究工作概述 |
| 2 铰链系统材料的冲击力学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动态力学性能测试试验装置及原理 |
| 2.3 动态力学性能测试试验材料及试件规格 |
| 2.3.1 试验材料 |
| 2.3.2 试件规格 |
| 2.4 动态力学性能试验结果及分析 |
| 2.4.1 30CrMnSiA(未热处理)在不同应变率下的力学性能 |
| 2.4.2 30CrMnSiA(热处理)在不同应变率下力学性能 |
| 2.4.3 ZTC4-1在不同应变率下力学性能 |
| 2.5 动态力学性能与准静态力学性能对比 |
| 2.5.1 准静态拉伸试验简介 |
| 2.5.2 动态与准静态的力学性能对比分析 |
| 2.6 动态力学行为的本构关系研究 |
| 2.6.1 30CrMnSiA钢动态力学行为的本构关系 |
| 2.6.2 ZTC4-1动态力学行为的本构关系 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于动态本构关系的整流罩铰链系统自冲击分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 整流罩铰链系统自冲击有限元模型 |
| 3.2.1 整流罩几何模型 |
| 3.2.2 整流罩有限元模型 |
| 3.3 整流罩铰链系统自冲击仿真 |
| 3.3.1 显式动力学分析方法 |
| 3.3.2 铰链系统塑性变形分析 |
| 3.3.3 铰链摆臂销轴内力分析 |
| 3.3.4 准静态、动态本构的计算结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 弹簧驱动大型弹性整流罩分离仿真特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 整流罩动特性分析 |
| 4.2.1 整流罩系统的广义特征值方程 |
| 4.2.2 模态提取方法 |
| 4.2.3 模态计算结果与分析 |
| 4.3 整流罩分离动力学分析 |
| 4.3.1 基于刚体假设的动力学分析 |
| 4.3.2 基于弹性体假设的传统分析方法 |
| 4.3.3 基于显式动力学的整流罩分离分析 |
| 4.4 弹簧组件对分离特性的影响 |
| 4.4.1 分离能源装置新型结构设计 |
| 4.4.2 不同设计方案下的分离仿真结果对比 |
| 4.4.3 含导向孔结构设计的能量分析 |
| 4.4.4 含导向孔结构设计的试验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大型整流罩地面分离试验仿真预示 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气动作用下的整流罩分离仿真分析方法 |
| 5.2.1 整流罩开罩过程中气动阻力作用机理分析 |
| 5.2.2 CEL算法简介 |
| 5.3 气动条件下等效简化模型 |
| 5.3.1 计算模型简介 |
| 5.3.2 三种模型的分离仿真结果分析 |
| 5.3.3 流场模型参数优选 |
| 5.4 基于等效简化模型的整流罩地面分离仿真 |
| 5.4.1 整流罩开罩过程的流场分析 |
| 5.4.2 整流罩质心运动规律分析 |
| 5.4.3 整流罩气动阻力分析 |
| 5.4.4 整流罩地面分离能量分析 |
| 5.5 整流罩地面分离试验验证 |
| 5.5.1 分离运动特性对比 |
| 5.5.2 呼吸变形情况对比 |
| 5.5.3 能量分配情况对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）ZTC4合金电子束焊接接头显微组织及力学性能研究（论文提纲范文）
| 1 试验材料及方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 ZTC4母材与电子束焊接接头组织特征 |
| 2.1.1 ZTC4与轧制TC4母材组织特征对比 |
| 2.1.2 ZTC4电子束焊接接头组织特征 |
| 2.1.3 显微硬度分析 |
| 2.2 力学性能 |
| 2.2.1 室温拉伸 |
| 2.2.2 室温冲击 |
| 3 结论 |
（9）ZTC4钛合金凝固行为及组织演化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 第1章 绪论 |
| 1.0 引言 |
| 1.1 铸造钛合金发展及应用 |
| 1.2 钛合金精铸技术的发展趋势 |
| 1.2.1 钛合金铸造的优势 |
| 1.2.2 钛合金铸造方法 |
| 1.2.3 钛合金铸造的发展趋势 |
| 1.3 ZTC4钛合金铸造的工艺性能 |
| 1.3.1 ZTC4合金介绍 |
| 1.3.2 ZTC4铸造性能 |
| 1.3.3 国外Ti-6Al-4V合金铸造及热处理工艺 |
| 1.3.4 国内ZTC4铸造研究现状与差距 |
| 1.4 本文选题背景及研究内容 |
| 第2章 研究方案与实验方法 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 凝固过程中恒温处理实验 |
| 2.3.1 凝固过程中恒温处理实验设备 |
| 2.3.2 凝固过程中恒温处理实验方案 |
| 2.4 反重力铸造实验 |
| 2.4.1 反重力铸造设备 |
| 2.4.2 铸件设计及熔模模壳制作 |
| 2.4.3 浇注及后期处理 |
| 2.4.4 恒温处理在反重力铸造中的实现 |
| 2.4.5 热等静压 |
| 2.4.6 热处理 |
| 2.5 铸造数值模拟 |
| 2.5.1 宏观尺度模拟 |
| 2.5.2 微观尺度模拟 |
| 2.6 显微组织观察 |
| 2.7 晶粒大小及片层尺寸测量 |
| 2.8 力学性能测试 |
| 2.8.1 微压痕试验 |
| 2.8.2 室温拉伸试验 |
| 第3章 凝固过程恒温处理的组织演化 |
| 3.1 凝固过程中恒温处理对铸态组织的影响 |
| 3.1.1 β 单相区恒温处理对组织的影响 |
| 3.1.2 α+β 两相区恒温处理对组织的影响 |
| 3.2 恒温处理组织演化机制 |
| 3.2.1 凝固过程中恒温温度对铸态组织的影响 |
| 3.2.2 凝固过程中恒温时间对铸态组织的影响 |
| 3.3 特殊双态组织形成机理 |
| 3.3.1 初生 α 片层球化机理分析 |
| 3.3.2 次生 α 细片层的形成机理分析 |
| 3.3.3 特殊双态组织的形成 |
| 3.4 特殊双态组织微观硬度 |
| 3.5 其他得到类似组织的方法探讨 |
| 3.5.1 凝固后循环恒温处理获得类似组织 |
| 3.5.2 热处理法获得类似组织 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 ZTC4反重力铸造数值模拟及实验 |
| 4.1 反重力铸造数值模拟 |
| 4.1.1 铸造模拟参数选择 |
| 4.1.2 充型过程流动模拟及缺陷预测 |
| 4.1.3 凝固过程及凝固缺陷预测 |
| 4.1.4 微观组织模拟 |
| 4.2 反重力铸造实验结果 |
| 4.2.1 铸件充型缺陷观测 |
| 4.2.2 铸件缩孔缺陷检测 |
| 4.2.3 铸件收缩率 |
| 4.2.4 铸造晶粒尺寸 |
| 4.2.5 氧化层厚度计算 |
| 4.3 模壳预热温度对组织性能影响 |
| 4.3.1 模壳预热温度对组织影响 |
| 4.3.2 模壳预热温度对片层尺寸影响 |
| 4.3.3 模壳预热温度对性能影响 |
| 4.4 热等静压对组织性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 恒温处理对ZTC4反重力铸造组织性能的影响规律 |
| 5.1 850℃恒温处理对组织性能的影响 |
| 5.1.1 微观组织观测 |
| 5.1.2 力学性能分析 |
| 5.2 900℃恒温处理对组织性能的影响 |
| 5.2.1 微观组织观测 |
| 5.2.2 力学性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 固溶时效处理对ZTC4组织性能的影响规律 |
| 6.1 β 固溶时效处理对组织性能的影响 |
| 6.2 α+β 固溶时效处理对组织性能的影响 |
| 6.3 自定义热处理条件下的组织和性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）热等静压处理ZTC4钛合金低温热处理过程中组织演变（论文提纲范文）
| 1 实验材料与方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 热等静压铸态钛合金ZTC4的力学性能和光学、电镜下的显微组织特征 |
| 2.2 热等静压铸态钛合金ZTC4的透视电镜组织特征 |
| 2.3 热等静压铸态钛合金ZTC4的低温热处理过程中的扩散特征 |
| 3 结论 |
四、ZTC4变形组织与力学性能研究（论文参考文献）
- [1]BT22铸造钛合金的组织和性能及与ZTC4钛合金的对比分析[A]. 赵红霞,南海,沙爱学. 第十七届中国铸造协会年会暨第六届全国铸造行业创新发展论坛论文集, 2021
- [2]基于快速铸造的钛合金数值模拟及组织性能[J]. 宗学文,张健,杨学东. 特种铸造及有色合金, 2020(09)
- [3]多次激光修复对ZTC4钛合金组织与硬度的影响[J]. 潘博,黄怡晨,李俐群,陶汪. 中国激光, 2019(10)
- [4]ZTC4圆孔激光熔覆修复技术研究[D]. 潘博. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [5]钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究[D]. 熊聪. 西安科技大学, 2019(01)
- [6]TC4钛合金水下激光填丝焊接控形控性工艺研究[D]. 黄潞. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]新一代运载火箭整流罩关键分离特性研究[D]. 唐霄汉. 大连理工大学, 2018(02)
- [8]ZTC4合金电子束焊接接头显微组织及力学性能研究[J]. 赵桐,李晋炜,唐振云,吴冰. 航空制造技术, 2018(09)
- [9]ZTC4钛合金凝固行为及组织演化研究[D]. 张守银. 西北工业大学, 2016(05)
- [10]热等静压处理ZTC4钛合金低温热处理过程中组织演变[J]. 刘继雄,杨奇,郭志军,王鼎春,高颀,江海涛. 材料热处理学报, 2015(S1)