細(xì)晶TC4鈦合金的熱變形行為及組織演化.pdf

1、連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓是一種新的大塑性變形法，具有改善和消除圓柱體鐓粗時(shí)的單、雙鼓形、壓縮失穩(wěn)及界面疊層等不均勻變形的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該方法還可制備大體積的細(xì)晶材料。本文采用該方法制備了細(xì)晶TC4鈦合金，該法制備的細(xì)晶TC4鈦合金的晶粒尺寸約為2～3μm，在變形溫度為1023~1223K，應(yīng)變速率為0.001～10s-1的條件下對該細(xì)晶材料進(jìn)行了熱模擬壓縮試驗(yàn)，為細(xì)晶TC4鈦合金的熱加工提供可參考的理論與工藝技術(shù)參數(shù)。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：

2、r>　　(1)分析試樣的流變應(yīng)力曲線可知，在熱變形開始階段，合金的流變應(yīng)力隨著應(yīng)變增加迅速增大，最后達(dá)到峰值；當(dāng)應(yīng)變繼續(xù)增加，流變應(yīng)力開始逐漸減小隨后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段，真應(yīng)力-應(yīng)變曲線比較平穩(wěn)。隨著變形溫度的升高與應(yīng)變速率的降低，流變應(yīng)力減小并逐漸趨于穩(wěn)定，出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。變形溫度越高，應(yīng)變速率越小合金進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段所需的應(yīng)變量越小。
　　(2)采用Arrhenius方程和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別建立了經(jīng)連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓制備的細(xì)晶T

3、C4鈦合金的本構(gòu)方程，結(jié)果表明Arrhenius型本構(gòu)方程的建模過程比較復(fù)雜，涉及到的參數(shù)計(jì)算較多，精度不高，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與之相比則相對簡單，只需設(shè)定網(wǎng)絡(luò)隱含層層數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)，且BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型不給出特定的模型方程，因此無需大量的參數(shù)計(jì)算。兩種本構(gòu)方程的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值的相關(guān)度和相對誤差表明，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測值更加精確，比較適合經(jīng)連續(xù)變斷面循環(huán)擠壓制備的細(xì)晶TC4鈦合金流動(dòng)應(yīng)力的數(shù)值模擬。
　　(3)對熱模擬壓縮后試樣的顯微

4、組織進(jìn)行觀察分析可知：隨著變形溫度的升高，α相晶粒尺寸逐漸變大，體積分?jǐn)?shù)減小，但α相基本保留了等軸狀組織，且組織均勻性程度改變較小。當(dāng)變形溫度為900℃時(shí)，α相體積分?jǐn)?shù)明顯減小，晶粒尺寸變大，組織均勻性較差，且晶界間析出的β相增多。當(dāng)變形溫度升高到950℃時(shí)，α相晶界基本消失，等軸組織粗化。隨著應(yīng)變速率的減小，初生α相顆粒有明顯長大的趨勢。結(jié)果表明，當(dāng)變形溫度為750～800℃，應(yīng)變速率0.001～0.1s-1時(shí)其組織為比較均勻細(xì)小的等