Ti-6Al-2ZR-1Mo-1V合金熱塑性流變行為表征及參數(shù)優(yōu)化識別.pdf

1、鈦及鈦合金隸屬于輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，因其較高的比強(qiáng)度、較強(qiáng)的抗腐蝕性能、優(yōu)良的綜合力學(xué)性能而被廣泛用于醫(yī)療、船泊、能源、化學(xué)、航天、建筑等領(lǐng)域。由于鈦合金具有良好鍛造性能，使得目前鈦合金產(chǎn)品加工方式主要以鍛造進(jìn)行，其使用領(lǐng)域也最廣。當(dāng)然鈦合金鍛造技術(shù)本身存在固有不足，如產(chǎn)品晶粒易粗化、鍛造溫度允許區(qū)間較為狹窄、易造成局部過熱、鍛造過程中吸氫等，不能最優(yōu)化發(fā)揮鈦合金鍛件產(chǎn)品的優(yōu)勢潛能。即使如此，對鈦及鈦合金鍛造加工而言，依靠流變應(yīng)力曲線數(shù)據(jù)合理

2、的優(yōu)化加工工藝參數(shù)，可有效估算變形所需抗力與載荷，改善鈦合金的組織與力學(xué)性能，提高強(qiáng)度與腐蝕性，生產(chǎn)出滿足性能、尺寸符合要求的鈦合金產(chǎn)品。
　　 本文研究要點有以下幾方面：
　　 ①對Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金試樣進(jìn)行熱壓縮實驗，并以曲線數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立正交試驗分析各壓縮參數(shù)影響真實應(yīng)力的重輕程度。
　　 ②基于Arrhenius本構(gòu)關(guān)系，運用多元線性回歸及多項式擬合，架構(gòu)精確描述Ti-6Al-2Zr

3、-1Mo-1V合金熱想性流變行為的Arrhenius變參數(shù)本構(gòu)方程。
　　 ⑨憑借DMM加工理論，利用應(yīng)變速率敏感系數(shù)、能量耗散率、失穩(wěn)判據(jù)三重指標(biāo)界定出Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金的流變失穩(wěn)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。
　　 ④基于臨界損傷演變理論建立Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在寬泛的溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)變量下臨界損傷因子的演變規(guī)律，針對潛在的裂紋風(fēng)險優(yōu)化該合金穩(wěn)定流變變形參數(shù)。
　　 ⑤引入材料加工硬化率

4、θ指標(biāo)，結(jié)合θ-σ曲線拐點判據(jù)識別隱含在實驗曲線表征激活動態(tài)再結(jié)晶的特征參量：臨界應(yīng)變、臨界應(yīng)力，通過回歸擬合計算，結(jié)合金相圖建立該合金臨界應(yīng)變模型。
　　 ⑥運用MATLAB軟件建立Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金B(yǎng)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)流變應(yīng)力模型，并使用模型預(yù)測未做實驗的流變應(yīng)力曲線；基于預(yù)測曲線，再次建立失穩(wěn)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)，并與用實驗數(shù)據(jù)建立的失穩(wěn)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)進(jìn)行對比驗證模型的泛化能力，同時將預(yù)測曲線與實驗曲線分別導(dǎo)入有限元分析軟件