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由于钛合金材料具有比强度高、断裂韧性好、耐热性、耐蚀性等方面的优异特性,以及焊接性、材料加工成形性、复合材料相容性等方面的突出优点,已成为航天航空、海洋工程、化工及核工业等领域的新型轻量化结构材料。本文以TC4(Ti-6Al-4V)钛合金为研究对象,对其从加热炉加热到轧制过程完成的整个工艺过程进行研究,为TC4钛合金板的轧制工艺制定和质量控制提供理论依据。论文主要内容如下:(1)通过等温等应变速率热压缩试验开展TC4钛合金的热变形行为研究,获得流变应力与温度和应变速率的关系,在此基础上建立TC4的本构方程,通过金相分析研究热变形后材料的微观组织变化规律,并绘制TC4的热加工图,得到TC4钛合金材料热加工的适宜条件。(2)建立TC4钛合金板坯加热炉的三维有限元模型,利用Fluent软件开展了板坯加热的热流固耦合分析,得到了炉内温度场、速度场以及残余气体剩余量详细分布。通过燃料空燃比的调节优化加热炉的温度分布,得到板坯加热的最佳温度范围,由于加热炉烧嘴、气体流动、传输冷却过程和TC4钛合金板本身传热等问题,导致TC4钛合金板在厚度和长度方向温度分布不均匀,整个TC4钛合金板存在温差。(3)建立不同初始温度情况下的轧制板坯三维有限元模型,利用有限元软件Deform-3D中进行TC4钛合金轧制的有限元模拟,研究TC4钛合金板不均匀温度分布对板坯轧制力、宽展量和延伸率的影响。