β-CEZ鈦合金的熱變形行為及加工圖研究.pdf

1、隨著高速飛行器領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高強(qiáng)輕質(zhì)材料的需求也在持續(xù)上升，高強(qiáng)度的鈦合金正符合這種需求。其中β型鈦合金不僅可以通過(guò)熱處理獲得理想的強(qiáng)度和韌性匹配，而且具有良好的冷熱加工性能，是目前國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)鈦合金的主要發(fā)展方向。
　　本文通過(guò)對(duì)β-CEZ鈦合金的熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合顯微組織觀察，研究其熱變形行為及顯微組織演變。依據(jù)Arrhenius方程和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了其本構(gòu)模型，并通過(guò)動(dòng)態(tài)材料模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了加工圖。分析了其熱

2、變形特點(diǎn)并通過(guò)有限元仿真對(duì)模型進(jìn)行了應(yīng)用。主要結(jié)論如下：
　　(1)研究了熱變形參數(shù)對(duì)β-CEZ鈦合金流變應(yīng)力影響的規(guī)律，其對(duì)變形溫度和應(yīng)變速率敏感。在不同的變形溫度和應(yīng)變速率下呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和動(dòng)態(tài)回復(fù)兩種軟化機(jī)制，在相變點(diǎn)以上應(yīng)變速率較高的條件下發(fā)生不連續(xù)屈服現(xiàn)象，與晶界突然增值大量可動(dòng)位錯(cuò)形成孿晶有關(guān)。
　　(2)通過(guò)Arrhenius方程結(jié)合Z參數(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法建立了β-CEZ鈦合金的本構(gòu)模型，并獲得了材料的

3、熱變形激活能。兩種本構(gòu)模型均有較高精度。
　　(3)通過(guò)加工圖理論，基于動(dòng)態(tài)材料模型使用數(shù)學(xué)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法建立了β-CEZ鈦合金的加工圖，結(jié)果表明：在功率耗散率極大值區(qū)域會(huì)發(fā)生片層組織球化（800~850?/0.01~0.1???）和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（900~1000?/0.1???），在失穩(wěn)區(qū)域內(nèi)容易產(chǎn)生絕熱剪切帶（800~850?/1~10???）和局部塑形流動(dòng)（900~1000?/10???），在設(shè)計(jì)熱變形工藝時(shí)應(yīng)當(dāng)回避失