1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 钛及钛合金 2
1.3 氢在钛中的存在状态及其行为研究 5
1.3.1 氢在钛中的存在形式 5
1.3.2 氢在钛中的溶解 6
1.3.3 氢在钛中的扩散 7
1.3.4 氢在钛中的特性 8
1.3.5 钛氢微观作用机理 8
1.4 钛合金热氢处理技术 9
1.4.1 热氢处理技术的概况 10
1.4.2 热氢处理技术的国内外研究现状 11
1.4.3 热氢处理技术的应用及前景 13
2 钛合金的置氢工艺 26
2.1 引言 26
2.2 氢处理方法 26
2.2.1 固态置氢法 26
2.2.2 液态置氢法 29
2.3 影响氢处理效果的因素 29
2.4 钛合金的吸氢过程 32
2.5 钛合金高温气相充氢研究 33
2.5.1 置氢温度对Ti-6Al-4V钛合金氢含量的影响 33
2.5.2 保温时间对Ti-6Al-4V钛合金氢含量的影响 34
2.5.3 氢压对Ti-6Al-4V钛合金氢含量的影响 34
2.5.4 氢气流速对TB8钛合金氢含量的影响 38
2.5.5 置氢温度对TB8钛合金氢含量的影响 39
2.5.6 置氢时间对TB8钛合金氢含量的影响 40
2.5.7 TB8钛合金置氢时氢的扩散路径 42
2.6 置氢动力学与氢分布规律研究 43
2.6.1 动力学方程 44
2.6.2 动力学机制 44
2.6.3 氢分布规律研究 45
2.7 热氢处理的基本工艺 49
3 置氢钛合金的微观组织 51
3.1 引言 51
3.2 试验材料 51
3.3 组织分析方法 54
3.3.1 组织观察 54
3.3.2 X射线衍射仪 54
3.3.3 扫描电子显微镜 54
3.3.4 电子背散射衍射 55
3.3.5 透射电子显微镜 55
3.4 氢含量对Ti-6Al-4V合金微观组织结构的影响 55
3.4.1 微观组织分析 55
3.4.2 X射线衍射结果分析 58
3.4.3 透射电镜结果分析 63
3.5 塑性变形过程中置氢Ti-6Al-4V合金的微观组织演变 66
3.6 氢含量对TB8合金微观组织结构的影响 69
3.6.1 渗氢后的显微组织演变 69
3.6.2 渗氢后的相成分分析 73
3.6.3 置氢钛合金固态相变 80
3.6.4 渗氢后的相变点及元素分布状况 82
4 置氢钛合金的室温拉伸性能 87
4.1 引言 87
4.2 性能测试方法 87
4.2.1 室温拉伸试验 87
4.2.2 原位拉伸试验 88
4.2.3 维氏硬度试验 90
4.3 氢含量对Ti-6Al-4V合金室温拉伸性能的影响 90
4.3.1 伸长率 92
4.3.2 抗拉强度 93
4.3.3 屈服强度 94
4.3.4 弹性模量 95
4.3.5 维氏硬度 96
4.4 Ti-6Al-4V-xH合金室温拉伸变形应力应变曲线数学模型 97
4.5 拉伸变形后合金的断口形貌及组织分析 104
4.6 氢对Ti-6Al-4V合金拉伸断裂行为的原位观察 107
4.6.1 原位拉伸试验力学性能 108
4.6.2 未置氢Ti-6Al-4V合金的断裂过程 109
4.6.3 置氢Ti-6Al-4V合金的断裂过程 110
4.6.4 除氢Ti-6Al-4V合金的断裂过程 112
4.6.5 原位拉伸试样的断口形貌 112
4.6.6 有限元模拟结果分析 115
5 置氢钛合金的室温压缩性能 118
5.1 引言 118
5.2 性能测试方法 119
5.2.1 室温压缩试验 119
5.2.2 磁脉冲压缩试验 120
5.3 氢含量对Ti-6Al-4V合金室温压缩性能的影响 121
5.3.1 极限变形率 123
5.3.2 抗压强度 123
5.3.3 屈服强度 124
5.3.4 弹性模量 125
5.4 Ti-6Al-4V-xH合金室温压缩变形应力应变曲线数学模型 126
5.5 压缩变形后合金的断口形貌及组织分析 128
5.6 氢对Ti-6Al-4V合金高速压缩性能的影响 129
5.6.1 磁脉冲压缩性能分析 130
5.6.2 磁脉冲压缩断口观察 133
5.6.3 磁脉冲压缩变形后合金的组织分析 135
5.7 置氢Ti-6Al-4V室温拉伸与压缩性能改性机理 141
5.8 置氢Ti-6Al-4V合金最佳室温塑性成型条件 144
5.9 置氢TB8钛合金的室温压缩性能研究 145
5.9.1 氢对TB8钛合金室温压缩性能的影响 145
5.9.2 渗氢后TB8钛合金室温压缩变形应力应变数学模型 149
5.9.3 氢对钛合金硬度的影响 152
5.10 钛合金室温氢增塑的应用 153
5.11 钛合金室温氢增塑国内外研究现状 154
6 置氢钛合金的高温力学性能 157
6.1 引言 157
6.2 钛合金高温成型 157
6.3 钛合金氢致高温增塑 161
6.3.1 氢对d钛合金高温塑性的影响 162
6.3.2 氢对α＋β合金高温塑性的影响 168
6.3.3 氢对TiAl基合金高温塑性的影响 176
6.3.4 氢对Ti基复合材料高温塑性的影响 179
6.4 钛合金氢致高温增塑机理 180
6.5 钛合金氢致高温增塑应用 180
7 置氢钛合金的超塑性 183
7.1 引言 183
7.2 超塑性 183
7.3 钛合金超塑性 184
7.4 钛合金氢致超塑性 191
7.5 钛合金氢致超塑性机理 197
8 置氢钛合金的除氢工艺 198
8.1 引言 198
8.2 差热及热重分析实验方法 198
8.3 除氢规范的制定 198
8.4 除氢Ti-6Al-4V合金的微观组织 202
8.5 差热分析 204
8.6 除氢Ti-6Al-4V合金的室温拉伸性能研究 205
8.7 除氢Ti-6Al-4V合金的室温压缩性能研究 209
9 置氢及除氢钛合金的使用性能 214
9.1 引言 214
9.2 摩擦磨损试验方法 215
9.3 氢对Ti-6Al-4V合金摩擦性能的影响 216
9.4 氢对Ti-6Al-4V合金磨损性能的影响 219
9.5 磨损机制 219
参考文献 228