TC21鈦合金熱態(tài)變形行為及加工圖.pdf

1、TC21鈦合金作為新型的損傷容限鈦合金，具有高強(qiáng)度、高斷裂韌性和低裂紋擴(kuò)張速率等特點，是應(yīng)用于航空領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料。本文以片狀組織TC21鈦合金為研究對象，在應(yīng)變速率0.001s-1~10s-1、變形溫度760℃~920℃范圍內(nèi)進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率熱壓縮實驗，分析了該合金在不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，建立了高溫變形本構(gòu)方程；繪制出TC21鈦合金加工圖，優(yōu)化了熱加工工藝參數(shù)。這對制定TC21鈦合金熱加工工藝規(guī)范具有一定的指導(dǎo)

2、意義。
　　TC21鈦合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線總體呈應(yīng)變軟化型，流動應(yīng)力隨應(yīng)變速率的降低和變形溫度的升高而減小，對應(yīng)變速率和變形溫度都較敏感，且在不同的應(yīng)變速率和變形溫度范圍其敏感性不同，在高應(yīng)變速率時的敏感性大于低應(yīng)變速率時的敏感性。通過檢驗分析發(fā)現(xiàn)Arrhenius方程對TC21鈦合金的適用性較差，鑒于此，本文提出了TC21鈦合金高溫變形本構(gòu)模型，并進(jìn)行多元線性回歸獲得了模型系數(shù)。誤差分析表明，該本構(gòu)方程具有較高的精度，計算值

3、與實驗值的平均相對誤差為7.64％，能較好地描述TC21鈦合金在高溫變形過程中的流動行為。
　　分別基于Prasad、Murty和Malas準(zhǔn)則建立TC21鈦合金加工圖，結(jié)合微觀組織觀察，發(fā)現(xiàn)對于這三個準(zhǔn)則，Murty準(zhǔn)則比Prasad準(zhǔn)則和Malas準(zhǔn)則的預(yù)測更為可靠。根據(jù)基于Murty準(zhǔn)則的加工圖結(jié)合組織觀察得到流動失穩(wěn)區(qū)為：變形溫度760℃~780℃、應(yīng)變速率0.008s-1~10 s-1，變形溫度780℃~810℃、應(yīng)變速

4、率0.03s-1~10s-1和變形溫度810℃~850℃、應(yīng)變速率0.1s-1~10s-1，在這些區(qū)域主要的失穩(wěn)現(xiàn)象有45°宏觀剪切裂紋、絕熱剪切帶和局部流動；得到較佳加工區(qū)熱變形參數(shù)范圍為：變形溫度860℃~910℃、應(yīng)變速率4s-1~10s-1和變形溫度855℃~913℃、應(yīng)變速率0.001s-1~0.008s-1，這些區(qū)域的微觀組織為部分片狀?的等軸化及扭折，對應(yīng)過渡的變形機(jī)制；得到最佳加工區(qū)熱變形參數(shù)范圍為：變形溫度875℃~8