基于加工圖技術(shù)的鍛態(tài)Ti40合金鍛造工藝優(yōu)化.pdf

1、Ti40合金是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高合金化全b型鈦合金，具有良好的抗燃燒性能和高溫性能，但該合金鍛造性能差，易產(chǎn)生變形缺陷?；诖?，本文對(duì)鍛態(tài)Ti40合金在變形溫度950～1100℃和應(yīng)變速率0.001～1.0s-1的參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行了等溫恒應(yīng)變速率熱壓縮試驗(yàn)，基于壓縮試驗(yàn)結(jié)果，研究了這種合金的力學(xué)行為，并采用基于動(dòng)態(tài)材料模型的加工圖技術(shù)對(duì)該合金的變形熱力參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。主要研究結(jié)果如下：
　　鍛態(tài) Ti40合金的流變應(yīng)力隨應(yīng)變速

2、率的增大和變形溫度的降低而增大，該合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線基本上呈穩(wěn)態(tài)流動(dòng)型，但在應(yīng)變速率為1s-1時(shí)，流變應(yīng)力會(huì)逐漸出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。分析表明，鍛態(tài) Ti40合金在高溫變形時(shí)，更適合用雙曲正弦方程來(lái)描述熱激活穩(wěn)態(tài)變形行為，并通過(guò)計(jì)算求得鍛態(tài) Ti40合金的變形激活能約為253.48KJ/mol，說(shuō)明該合金在本試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)的熱變形機(jī)制并非僅僅由Ti原子自擴(kuò)散控制。在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)還建立了鍛態(tài)Ti40合金峰值流變應(yīng)力模型，結(jié)果表明，該模型能

3、夠達(dá)到較高的精度。
　　基于動(dòng)態(tài)材料模型理論，分別利用Prasad判據(jù)、Murty判據(jù)和Malas判據(jù)繪制出該合金在不同真應(yīng)變下的加工圖。基于Prasad判據(jù)的加工圖和基于Murty判據(jù)的加工圖基本相同，但基于Malas判據(jù)的加工圖與基于Prasad判據(jù)和Murty判據(jù)的加工圖有較大的區(qū)別。分析表明，Malas判據(jù)容易把較佳的變形區(qū)歸入到失穩(wěn)變形區(qū)，而 Prasad判據(jù)和Murty判據(jù)均能較好地確定失穩(wěn)變形區(qū)和穩(wěn)定變形區(qū)，但基于P

4、rasad判據(jù)的加工圖中失穩(wěn)變形區(qū)略大，從安全加工的角度考慮，應(yīng)以基于Prasad判據(jù)的加工圖的優(yōu)化結(jié)果為宜。根據(jù)基于Prasad判據(jù)的加工圖得出失穩(wěn)變形區(qū)參數(shù)范圍為950℃~1017℃、0.13s-1~1.0s-1，失穩(wěn)變形區(qū)的失穩(wěn)現(xiàn)象主要為局部流動(dòng)，較佳的鍛造加工參數(shù)范圍為950℃～1100℃、0.001s-1～0.01s-1，其變形機(jī)制以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主，伴隨動(dòng)態(tài)回復(fù)，最佳的鍛造加工參數(shù)位于1060℃、0.001 s-1附近，發(fā)生了