粉末冶金TiAl基合金的熱加工行為及工藝研究.pdf

1、TiAl基合金熱變形行為的研究對(duì)其實(shí)用化具有非常重要的作用。本論文旨在研究粉末冶金TiAl基合金高溫變形行為及顯微組織演化機(jī)理，為實(shí)際熱加工工藝參數(shù)的制定和優(yōu)化提供理論依據(jù)。論文以Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(原子百分比)合金為對(duì)象，研究了粉末冶金TiAl基合金高溫變形行為和熱加工工藝，構(gòu)建了相應(yīng)的材料高溫穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力模型和三維熱加工圖，建立了熱包覆鍛造成形的有限元仿真模型，預(yù)測(cè)了可能存在的成形缺陷，最后針對(duì)大型TiAl基合金坯體

2、的成型工藝進(jìn)行了探索性研究。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)研究了粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金動(dòng)態(tài)熱模擬壓縮試驗(yàn)條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變關(guān)系，利用其等溫壓縮的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算了TiAl基合金高溫塑性變形的材料常數(shù)，建立了在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)應(yīng)力與變形溫度應(yīng)變速率等的數(shù)學(xué)模型。構(gòu)建了合金在應(yīng)變范圍為0.1～0.7之間的加工圖，通過分析高溫壓縮后試樣的變形組織，結(jié)合加工圖研究了TiAl基合金變形條件與高溫壓縮變形組

3、織的關(guān)系，獲得了粉末冶金TiAl基合金的最佳熱變形區(qū)間。
　　 (2)采用有限元軟件DEFORM-3D對(duì)粉末冶金TiAl基合金熱包覆鍛造過程進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，對(duì)包覆機(jī)構(gòu)的尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)比分析了以上工藝參數(shù)對(duì)PM TiAl基合金熱包覆鍛造過程的影響，設(shè)計(jì)了新型的熱包覆機(jī)構(gòu)。在此基礎(chǔ)之上，研究了鍛坯高溫變形的塑變規(guī)律，包括等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、溫度場(chǎng)的分布規(guī)律以及載荷隨行程和時(shí)間的變化規(guī)律等，獲得了粉末冶金TiAl基合

4、金熱包覆鍛造的最佳熱加工區(qū)間。
　　 (3)采用有限元模擬軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)了新型的包覆機(jī)構(gòu)，并針對(duì)粉末冶金TiAl基合金熱包覆鍛造的變形過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，實(shí)際的熱包覆鍛造成形規(guī)律和有限元仿真結(jié)果吻合得很好。同時(shí)，研究了熱包覆復(fù)合鍛造工藝路線對(duì)大型粉末冶金TiAl合金變形均勻性的影響，并通過熱處理對(duì)鍛件的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
　　 (4)針對(duì)大型TiAl基合金板坯熱包覆復(fù)合鍛造的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了探索研究，