论文部分内容阅读
TiAl合金作为一种新一代的航空航天结构材料具有高的比强度,比模量和良好的抗蠕变性。TiAl基合金的塑性变形行为是当前的研究热点,但是由于TiAl合金的室温塑性低,热变形能力差,因此需要对TiAl合金的高温塑性变形行为及机理进行研究。本文采用高温压缩热模拟实验对Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金高温塑性变形行为,显微组织转变进行了研究,并在热模拟实验结果的指导下进行了Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金的包套锻造。高温压缩热模拟实验发现,Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金是一种正应变速率敏感材料。流变应力随应变速率的增加而增大,而随温度的升高而减小。由于在高温变形过程中加工硬化以及动态软化同时存在并相互竞争,在应力—应变曲线上,随变形量的增加,流变应力先是快速上升,达到最大值后下降。流变应力的稳定对应了加工硬化和动态软化的平衡。对流变应力的不连续屈服现象和流动软化现象进行了分析,认为合金的软化机制主要是动态再结晶以及晶界滑移。采用Zener-Hollomon关系式以及双曲正弦函数形式修正的关系式计算了材料的热变形参数,热变形激活能Q=341.2KJ/mol,并求得了Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金的本构方程。基于动态材料模型,建立了Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金的能量耗散功率图,根据能量耗散功率值和分布位置的不同,将其分成四个区域。结合不同区域样品的显微组织,分析了不同区域的变形机理。结合失稳判据,绘制了Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金的热加工图,对不同区域的再结晶机理和组织变化进行分析认为,动态再结晶与温度和应变速率有关,温度越高,应变速率越低,动态再结晶越容易发生。在α2/α相的有序无序转变温度区,再结晶现象不明显。1200℃,0.01s-1的变形条件下动态再结晶比较充分,适于进行塑性加工。根据热模拟结果,选择包套材料以及工艺,对铸态Ti-46Al-2Cr-4Nb-0.3Y合金进行包套锻造。对铸态和锻态材料进行分析。铸态材料是典型的近层片组织,性能比较差。锻态合金的组织为近γ组织,压缩率为43.5%,抗压强度为2645MPa,断裂机制为沿晶断裂与解理断裂的混合断裂。