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第1章 钛基结构材料简介1

1.1 钛合金概述1

1.1.1 钛的冶炼1

1.1.2 钛合金的熔炼技术7

1.1.3 钛合金的分类及合金化9

1.1.4 钛合金的应用13

1.1.5 低成本钛合金20

1.2 钛基复合材料23

1.2.1 概况23

1.2.2 原位生成颗粒增强钛基复合材料24

1.2.3 钛基复合材料的应用32

1.3 钛铝基金属间化合物33

1.3.1 相与相变34

1.3.2 显微组织35

1.3.3 TiAl基合金的制备工艺36

1.3.4 力学性能38

参考文献43

第2章 钛的粉末冶金制备工艺45

2.1 钛粉末制备方法45

2.1.1 氢化脱氢技术46

2.1.2 等离子旋转电极雾化技术47

2.1.3 气雾化技术50

2.2 粉末冶金钛合金致密化技术57

2.2.1 粉末钛合金的强化烧结57

2.2.2 粉末钛合金快速成形技术59

参考文献82

第3章 粉末冶金钛合金83

3.1 合金成分设计83

3.1.1 合金元素Al83

3.1.2 合金元素Fe85

3.1.3 合金元素Mo92

3.1.4 Mo对粉末钛合金显微组织和力学性能的影响95

3.1.5 合金元素Fe、Mo、Al的综合作用96

3.2 稀土元素的作用97

3.2.1 稀土Nd的作用98

3.2.2 稀土La的作用115

3.2.3 稀土Y的作用128

参考文献144

第4章 粉末冶金钛基复合材料145

4.1 添加TiB2制备钛基复合材料145

4.2 添加B4C制备钛基复合材料146

4.3 添加Cr2C3制备钛基复合材料148

4.4 添加VC和Mo2C制备钛基复合材料153

4.4.1 反应机理153

4.4.2 变形组织161

4.4.3 力学性能164

4.4.4 抗氧化性能171

4.4.5 摩擦磨损行为181

参考文献189

第5章 粉末冶金钛合金及钛基复合材料热变形行为190

5.1 热加工原理190

5.1.1 金属材料热加工的研究概述190

5.1.2 热塑性加工过程的力学行为分析190

5.1.3 热变形机制191

5.1.4 热变形模型194

5.2 粉末冶金钛合金的热变形199

5.2.1 高温压缩试验199

5.2.2 变形行为201

5.2.3 热加工图及变形机理204

5.2.4 变形机理207

5.3 粉末冶金钛基复合材料的热变形行为210

5.3.1 热变形行为211

5.3.2 加工图的建立213

参考文献220

第6章 粉末冶金钛合金及钛基复合材料零部件成形221

6.1 数值模拟技术221

6.2 粉末冶金钛合金连杆的成形222

6.2.1 塑性变形的本构方程222

6.2.2 有限元模型建立225

6.2.3 模拟结果226

6.2.4 锻造工艺优化229

6.2.5 连杆的锻造试验240

6.3 粉末冶金钛基复合材料气门246

6.4 粉末冶金钛合金发动机气门座250

第7章 粉末冶金钛铝基合金变形行为253

7.1 合金成分设计253

7.1.1 显微组织254

7.1.2 变形行为263

7.1.3 组织演化270

7.1.4 热加工图277

7.2 Ti-45Al-7Nb-0.4W合金变形行为281

7.2.1 元素粉末方法制备TiAl合金的变形行为281

7.2.2 变形行为286

7.2.3 铸态Ti-45Al-7Nb-0.4W-0.15B合金的变形行为289

7.2.4 热变形激活能与工艺的关系296

7.3 准等静压工艺制备钛铝基合金变形行为300

7.4 热等静压制备Ti-47Al-2Cr合金变形行为308

7.4.1 粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金308

7.4.2 铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.3W315

7.5 粉末冶金钛铝基合金的包套锻造变形行为322

7.5.1 数学模型322

7.5.2 模拟前处理324

7.5.3 锻造参数的选择326

7.5.4 包套锻造模拟结果328

7.5.5 包覆锻造模拟332

7.5.6 包覆锻造试验333

7.5.7 现场试验346

7.5.8 锻后热处理353

7.6 粉末冶金钛铝基合金的力学性能356

7.7 粉末冶金钛铝基合金板材的轧制369

7.7.1 高温较高速率热压缩模拟369

7.7.2 高温压缩数值模拟377

7.7.3 热轧制行为381

参考文献389