刘乾:TiAl合金腐蚀与电解加工表面分形行为研究论文

刘乾:TiAl合金腐蚀与电解加工表面分形行为研究论文

本文主要研究内容

作者刘乾(2019)在《TiAl合金腐蚀与电解加工表面分形行为研究》一文中研究指出:TiAl合金因其密度较小、比强度和比刚度,抗高温、腐蚀、蠕变能力强等特点,在航空航天及汽车工业等制造业得到广泛应用。同时,该合金室温塑性低、断裂韧性小导致机械加工困难。电解加工以高材料去除率和刀具无磨损为优势,是目前TiAl合金最适合的加工方法。本文研究了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电化学腐蚀特性和电解加工,采用分形理论研究其腐蚀机理和电解加工表面质量,以期获得该合金电解加工的最优工艺。本文首先对合金在不同浓度电解质溶液中的电化学特性进行了研究,然后深入系统的探索了合金电极表面形貌与电极界面行为的映射关系和两者的动态演变过程,最后采用正交试验揭示电解加工工艺参数对加工表面结构的分形结构和表面粗糙度的影响规律。具体研究内容和主要结论如下:(1)采用电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描阳极极化曲线、腐蚀表面观察和腐蚀产物分析,研究了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在四种(5%、7%、9%和11%)NaNO3溶液中的电化学特性。实验结果表明,合金在11%的NaNO3溶液中的分解电压最小,腐蚀速度最快,腐蚀表面残留的产物最少,此浓度比较适合用于电解加工TiAl合金;电解液温度在40℃左右,电化学活性最强;酸性和碱性环境都会加快TiAl合金的腐蚀,尤其对酸性的腐蚀灵敏度更高。(2)在11%的NaNO3溶液中探索了TiAl合金电极表面形貌分形结构与界面行为之间的对应关系。应用分形盒维数、多重分形和积分缺项的计算全面深入的量化不同电极表面形貌的分形结构特征,使用电化学阻抗谱分析研究电极界面结构。通过建构二者的映射关系发现,分形盒维数对表征电极表面分形特征有一定的局限,因此,与电极界面特征参数没有明显的量化关系。多重分形的特征参数奇异值B和积分缺项则能很好的反应电极表面形貌的分形结构,与电解界面的界面行为具有良好的函数关系,这种关系在高倍数的超景深数字显微镜照片中反映更明显。(3)腐蚀表面的动态演化过程与界面行为的动态特征。利用计时电流法跟踪TiAl合金在18V阳极溶解过程中腐蚀表面的动态形成过程。应用多重分形分析电极表面形貌动态变化的过程,采用阻抗谱方法跟踪电极动态界面行为。研究发现,CA进行初期,离散电阻下降迅猛,离散电容不断增加,多重分形谱特征参数W增加、Δf下降,表明在CA腐蚀初期,腐蚀产物不断积累,合金表面各向异性越来越复杂;16s后,电化学参数和多重分形参数比较稳定,电极界面行为和表面纹理复杂程度趋于稳定。(4)以获得高表面质量为目标,采用正交实验法优化了TiAl合金电解加工工艺参数。主要以表面粗糙度、分形盒维数、多重分形、积分缺项为评价指标,以脉冲电源的占空比、进给速度、加工电压和电解液压力为四个主要因素,分析四个主要因素对加工表面质量的影响。实验结果证明,通过极差和方差分析,得出了影响各指标的显著影响因素及各因素影响程度。权衡五个指标,逐个分析因素,得出最终优化结果为:占空比80%,进给速度0.8mm/min,加工电压27V,电解液压力0.4Mpa。

Abstract

TiAlge jin yin ji mi du jiao xiao 、bi jiang du he bi gang du ,kang gao wen 、fu shi 、ru bian neng li jiang deng te dian ,zai hang kong hang tian ji qi che gong ye deng zhi zao ye de dao an fan ying yong 。tong shi ,gai ge jin shi wen su xing di 、duan lie ren xing xiao dao zhi ji xie jia gong kun nan 。dian jie jia gong yi gao cai liao qu chu lv he dao ju mo mo sun wei you shi ,shi mu qian TiAlge jin zui kuo ge de jia gong fang fa 。ben wen yan jiu le Ti-48Al-2Cr-2Nbge jin de dian hua xue fu shi te xing he dian jie jia gong ,cai yong fen xing li lun yan jiu ji fu shi ji li he dian jie jia gong biao mian zhi liang ,yi ji huo de gai ge jin dian jie jia gong de zui you gong yi 。ben wen shou xian dui ge jin zai bu tong nong du dian jie zhi rong ye zhong de dian hua xue te xing jin hang le yan jiu ,ran hou shen ru ji tong de tan suo le ge jin dian ji biao mian xing mao yu dian ji jie mian hang wei de ying she guan ji he liang zhe de dong tai yan bian guo cheng ,zui hou cai yong zheng jiao shi yan jie shi dian jie jia gong gong yi can shu dui jia gong biao mian jie gou de fen xing jie gou he biao mian cu cao du de ying xiang gui lv 。ju ti yan jiu nei rong he zhu yao jie lun ru xia :(1)cai yong dian hua xue zu kang pu (EIS)、xian xing sao miao yang ji ji hua qu xian 、fu shi biao mian guan cha he fu shi chan wu fen xi ,yan jiu le Ti-48Al-2Cr-2Nbge jin zai si chong (5%、7%、9%he 11%)NaNO3rong ye zhong de dian hua xue te xing 。shi yan jie guo biao ming ,ge jin zai 11%de NaNO3rong ye zhong de fen jie dian ya zui xiao ,fu shi su du zui kuai ,fu shi biao mian can liu de chan wu zui shao ,ci nong du bi jiao kuo ge yong yu dian jie jia gong TiAlge jin ;dian jie ye wen du zai 40℃zuo you ,dian hua xue huo xing zui jiang ;suan xing he jian xing huan jing dou hui jia kuai TiAlge jin de fu shi ,you ji dui suan xing de fu shi ling min du geng gao 。(2)zai 11%de NaNO3rong ye zhong tan suo le TiAlge jin dian ji biao mian xing mao fen xing jie gou yu jie mian hang wei zhi jian de dui ying guan ji 。ying yong fen xing he wei shu 、duo chong fen xing he ji fen que xiang de ji suan quan mian shen ru de liang hua bu tong dian ji biao mian xing mao de fen xing jie gou te zheng ,shi yong dian hua xue zu kang pu fen xi yan jiu dian ji jie mian jie gou 。tong guo jian gou er zhe de ying she guan ji fa xian ,fen xing he wei shu dui biao zheng dian ji biao mian fen xing te zheng you yi ding de ju xian ,yin ci ,yu dian ji jie mian te zheng can shu mei you ming xian de liang hua guan ji 。duo chong fen xing de te zheng can shu ji yi zhi Bhe ji fen que xiang ze neng hen hao de fan ying dian ji biao mian xing mao de fen xing jie gou ,yu dian jie jie mian de jie mian hang wei ju you liang hao de han shu guan ji ,zhe chong guan ji zai gao bei shu de chao jing shen shu zi xian wei jing zhao pian zhong fan ying geng ming xian 。(3)fu shi biao mian de dong tai yan hua guo cheng yu jie mian hang wei de dong tai te zheng 。li yong ji shi dian liu fa gen zong TiAlge jin zai 18Vyang ji rong jie guo cheng zhong fu shi biao mian de dong tai xing cheng guo cheng 。ying yong duo chong fen xing fen xi dian ji biao mian xing mao dong tai bian hua de guo cheng ,cai yong zu kang pu fang fa gen zong dian ji dong tai jie mian hang wei 。yan jiu fa xian ,CAjin hang chu ji ,li san dian zu xia jiang xun meng ,li san dian rong bu duan zeng jia ,duo chong fen xing pu te zheng can shu Wzeng jia 、Δfxia jiang ,biao ming zai CAfu shi chu ji ,fu shi chan wu bu duan ji lei ,ge jin biao mian ge xiang yi xing yue lai yue fu za ;16shou ,dian hua xue can shu he duo chong fen xing can shu bi jiao wen ding ,dian ji jie mian hang wei he biao mian wen li fu za cheng du qu yu wen ding 。(4)yi huo de gao biao mian zhi liang wei mu biao ,cai yong zheng jiao shi yan fa you hua le TiAlge jin dian jie jia gong gong yi can shu 。zhu yao yi biao mian cu cao du 、fen xing he wei shu 、duo chong fen xing 、ji fen que xiang wei ping jia zhi biao ,yi mai chong dian yuan de zhan kong bi 、jin gei su du 、jia gong dian ya he dian jie ye ya li wei si ge zhu yao yin su ,fen xi si ge zhu yao yin su dui jia gong biao mian zhi liang de ying xiang 。shi yan jie guo zheng ming ,tong guo ji cha he fang cha fen xi ,de chu le ying xiang ge zhi biao de xian zhe ying xiang yin su ji ge yin su ying xiang cheng du 。quan heng wu ge zhi biao ,zhu ge fen xi yin su ,de chu zui zhong you hua jie guo wei :zhan kong bi 80%,jin gei su du 0.8mm/min,jia gong dian ya 27V,dian jie ye ya li 0.4Mpa。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自湖南工业大学的刘乾,发表于刊物湖南工业大学2019-07-29论文,是一篇关于合金论文,分形特征论文,界面行为论文,电解加工论文,工艺优化论文,湖南工业大学2019-07-29论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自湖南工业大学2019-07-29论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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