TC6鈦合金應(yīng)變速率循環(huán)及應(yīng)變誘發(fā)超塑性研究.pdf

1、TC6鈦合金是一種綜合性能良好的馬氏體型α+β兩相鈦合金，具有較高的室溫強(qiáng)度，在退火狀態(tài)下，比TC4合金高85MPa，而且在450℃以下具有良好的熱強(qiáng)性能。但該合金的鍛造溫度范圍狹窄，工藝性能較差，難以適應(yīng)航空復(fù)雜構(gòu)件精密成形的需求。因此，研究TC6鈦合金的超塑性并為其在工程方面的應(yīng)用提供技術(shù)支持具有很現(xiàn)實(shí)的意義。
　　 本文作者采用應(yīng)變速率循環(huán)法和應(yīng)變誘發(fā)超塑性法分別研究了TC6鈦合金粗細(xì)兩種晶粒，在變形溫度為850℃、900

2、℃、950℃時(shí)的超塑性特點(diǎn)。研究結(jié)果表明，隨著溫度的升高，流動(dòng)應(yīng)力逐漸減?。浑S著應(yīng)變的增加，流動(dòng)應(yīng)力先增加，后減?。浑S著應(yīng)變速率的增加，流動(dòng)應(yīng)力逐漸增加。
　　 研究發(fā)現(xiàn)TC6鈦合金的超塑性性能較好。應(yīng)變速率循環(huán)法的應(yīng)變速率區(qū)間為1×10-3～1×10-5s-1，其中900℃時(shí)，超塑性最好。細(xì)晶粒材料的延伸率為700％以上，應(yīng)力-應(yīng)變曲線第二周期下降階段，應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m值最大為0.87，是同一周期三個(gè)溫度中最高值，最佳應(yīng)變

3、速率為l×10-5s-1。而粗晶粒材料為202％。應(yīng)變誘發(fā)法:細(xì)晶粒材料的最佳變形溫度為900℃。預(yù)變形量為30mm時(shí)，延伸率為1428％，22.5mm時(shí)為1116.3％。粗晶粒材料的最佳變形溫度為850℃，預(yù)變形量為22.5mm時(shí)，延伸率為524.08％。
　　 利用金相顯微鏡對(duì)試樣斷口附近和夾頭部分組織進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)斷口附近組織在拉伸的過(guò)程中原始晶粒破碎、細(xì)化、等軸化，從而提高了合金的超塑性;隨著溫度的升高和變形量的增加以

4、及時(shí)間的延長(zhǎng)，晶粒將發(fā)生再結(jié)晶、粗化、聚集、長(zhǎng)大，α相向β相轉(zhuǎn)變的比例增大。在一定的范圍內(nèi)隨著β相的增多，超塑性越好，其中時(shí)間對(duì)夾頭部分晶粒大小的影響比溫度要小。
　　 本文基于應(yīng)變速率循環(huán)法建立了TC6鈦合金的本構(gòu)模型，該模型反映了材料流動(dòng)應(yīng)力與變形溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)變之間的關(guān)系。為鈦合金的鍛造過(guò)程的數(shù)值模擬提供了基礎(chǔ)。本方法與普通方法相比，只需少量實(shí)驗(yàn)便可獲得大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而快速測(cè)定它的最佳變形溫度、m值和最佳應(yīng)變速率等超