TA15合金的超塑性及其應(yīng)用研究.pdf

1、TA15 合金是一種近α型鈦合金，其半成品有薄板、厚板、棒材，具有較好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。然而，近幾年國內(nèi)外對(duì)于鈦合金超塑性的研究主要集中在β α+ 兩相鈦合金上，對(duì)α和近α型鈦合金的研究較少，而對(duì)近α型TA15 合金的技術(shù)研究也并不多，因此，研究TA15 合金的超塑性并指導(dǎo)其在工程方面的應(yīng)用是很具有現(xiàn)實(shí)意義的。 此外，由于TA15 合金具有成形溫度范圍窄，局部容易過熱，成形載荷較大等特點(diǎn)，給成形帶來了較大困難，為了更好地

2、理解TA15 合金飛機(jī)隔框在成形過程中的變形規(guī)律及其影響因素，避免大量人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，在研究的后期階段，采用有限元技術(shù)對(duì)飛機(jī)隔框的等溫鍛造過程進(jìn)行了模擬，為預(yù)測(cè)成形過 程中的變形行為、可能產(chǎn)生的缺陷和確定最佳工藝參數(shù)等提供了理論依據(jù)。在Visual Basic 環(huán)境下編寫了超塑性拉伸控制軟件的子程序，該控制軟件能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)拉伸機(jī)的控制、實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)采集、分析和處理，并具有繪制實(shí)時(shí)監(jiān)控曲線等功能。最后，將各子程序整合

3、后，形成了一套完整、高效的超塑性研究方法。 隨后，本文對(duì)TA15 合金的超塑性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在變形溫度為850 ℃、900 ℃和950 ℃，分別采用最大m值法、應(yīng)變速率循環(huán)法和等應(yīng)變速率法研究了工藝參數(shù)對(duì)流動(dòng)應(yīng)力、m值及其超塑性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由應(yīng)變速率循環(huán)法分析得到的最佳應(yīng)變速率可信度較高。TA15 合金最佳的變形工藝參數(shù)為：溫度900 ℃，應(yīng)變速率1×10-4s-1，得到的延伸率為926％。在同樣的溫度下，采用最大m

4、值法可獲得延伸率為963％的超塑性。 最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出TA15 合金高溫變形的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，將該曲線輸入到有限元軟件中，并對(duì)TA15 合金飛機(jī)隔框的超塑性等溫鍛造過程進(jìn)行了三維變形模擬。研究了變形工藝參數(shù)，包括上模速度、摩擦等因素對(duì)零件成形過程中應(yīng)力、應(yīng)變的影響，計(jì)算了各種變形條件下的位移-載荷曲線。研究結(jié)果表明，在摩擦因子同為0.3 的條件下，上模速度0.001mm/s，0.01mm/s 和0.1mm/s 對(duì)應(yīng)的最大載荷