论文部分内容阅读
低密度,高强度,优秀的抗腐蚀性、优秀的注塑性,良好的力学性能和易焊接性能是TC4钛合金的优势所在,已被广泛地应用于生产加工、航天飞机等领域中。本文通过研究TC4钛合金的性能,利用Gleeble-1500D热模拟机,设定不同的参数(包括变形温度、速率、变形量等)对TC4钛合金进行了一系列的等温热压缩实验。通过Arrhenius关系对高温压缩变形情况下的最大变形抗力方程进行了描述,并使用了温度T和变形激活能Q双曲正弦进行修正。在此基础上,引入参数α(ε)、n(ε)、Q(ε)和A(ε)得到包含σ、(?)、T、ε的本构方程。对θ-σ和(?)/(?)σ-σ曲线进行三次多项式拟合并对拐点进行求解。动态再结晶的临界应力在不同变形条件下依次被求解。得到Z参数和临界应力的关系,建立了临界应力在动态再结晶的方程。该合金在不同变形条件下拥有很小的动态再结晶的临界应变变化。绘制出TC4钛合金的加工图,通过使用透射电镜(TEM)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察微观组织验证加工图的有效性。采用热处理的方法加工TC4钛合金,研究不同时效时间和固溶温度对其组织和性能的影响。使用MTS拉伸试验机来测试TC4钛合金的拉伸性能。为了验证模拟数据的准确性,设计了一种单向高温压缩模具进行压缩过程数值模拟。研究显示,TC4钛合金的应力状态在不同变形条件下的变化可以通过应力-应变图来进行展示。通过实验测试数值和方程计算数值的对比可知,两者具有非常好的相关性(R2=9743)。在实际的锻造过程中,组织及应力表现出在相变仪上相同的规律。通过观察组织得出在900-950℃,0.01-0.1s-1的应变条件下试样组织为层状组织,塑性有所降低,组织稳定韧性高,高温强度高,有较高的蠕变性能和优良的持久强度,材料加工综合性能最好。