變形態(tài)Ti40合金的熱變形行為及其變形組織演變規(guī)律研究.pdf

1、以經過環(huán)軋變形后的Ti40合金為研究對象，通過在溫度950～1100℃、應變速率1.0～0.001s-1和真應變0.11～0.92范圍內的等溫恒應變速率壓縮實驗，研究了Ti40合金的熱變形行為并構建出精度較高的本構方程，獲得了實驗變形組織隨變形參數(shù)的演變規(guī)律。研究結果可為該材料的熱變形工藝的制定提供理論指導。
　　流動應力曲線的分析表明，在不同的變形條件下，流動應力隨應變的增加快速到達峰值，然后大體上均呈穩(wěn)態(tài)流動。流動應力對變形溫

2、度和應變速率都比較敏感，其隨變形溫度的增加和應變速率的減小而降低。通過對流動應力曲線和數(shù)據的進一步分析可知，該材料的本構關系適宜采用雙曲正弦型Arrhenius方程進行構建，并通過向雙曲正弦型Arrhenius方程中添加Z參數(shù)構建出了精度較高的本構關系。誤差分析表明，所建本構關系誤差小于10％的數(shù)據點占總數(shù)據點的94.41％，可較好地描述材料的熱變形行為。
　　研究了變形程度為60%時變形溫度和應變速率對變形組織演變規(guī)律的影響。結

3、果表明，不同變形參數(shù)下的變形組織均發(fā)生了不同程度的動態(tài)再結晶，隨著變形溫度的增大和應變速率的降低，動態(tài)再結晶逐漸由晶界處向晶粒內部擴展。相同應變速率時，動態(tài)再結晶體積分數(shù)及其晶粒尺寸隨著變形溫度（950～1100℃）的增加而增大，當應變速率為1.0s-1時，分別約在8.02%～28.69%和8.77μm～30.36μm；當應變速率為0.1s-1時，分別約在5.32%～23.74%和7.93μm～13.82μm；當應變速率為0.01s-1

4、時，分別約在31.56%～87.27%和10.72μm～40.26μm；當應變速率為0.001s-1時，分別約在74%～100%和36.08μm～90.23μm。相同變形溫度時，當應變速率從1.0 s-1降低至0.1 s-1，動態(tài)再結晶體積分數(shù)及其晶粒尺寸略有減小，最大的變化幅度分別約為7.59%和16.54μm；但是當應變速率從0.1s-1降低至0.001s-1時，動態(tài)再結晶體積分數(shù)及其晶粒尺寸顯著增大，最大變化幅度分別約為83.21

5、%和76.41μm。從提高加工性能的角度考慮，當溫度＜1050℃時，應變速率以≤0.01s-1為宜；當溫度≥1050℃時，應變速率可放寬到1.0s-1～0.001s-1。
　　通過系統(tǒng)研究相同變形溫度和應變速率下不同變形程度時的變形組織發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)變形參數(shù)下的原β晶粒沿垂直于壓縮方向被拉長壓扁的跡象隨著應變的增加越來越明顯。變形溫度為950～1100℃，應變速率為0.001s-1時，發(fā)生動態(tài)再結晶所需的臨界應變最?。s為0.11）

6、，而在應變速率大于0.001s-1時，發(fā)生動態(tài)再結晶所需的臨界應變隨應變速率的增加而增大。另外，在相同變形溫度和應變速率下，應變越大，動態(tài)再結晶體積分數(shù)及其晶粒尺寸越大。例如1000℃、0.001s-1 時，應變從0.11增加至0.92的變形組織中，動態(tài)再結晶體積分數(shù)及其晶粒尺寸分別約在2.69%～84.48%和19.67μm～42.16μm。而變形組織的平均晶粒尺寸隨應變的增加始終保持著減小的趨勢，原β晶粒隨著應變的增加得到