基于組織均勻性控制的TC6鈦合金模鍛工藝優(yōu)化.pdf

1、航空鍛件的熱鍛過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，由于高溫和變形的同時(shí)作用，材料中的微觀組織發(fā)生變化，同時(shí)這些微觀組織變化又影響了材料的宏觀力學(xué)性能。對(duì)鍛造過(guò)程的主要研究在形狀模擬基礎(chǔ)上進(jìn)行微觀組織模擬與控制。鍛造過(guò)程微觀組織模擬與優(yōu)化是控制產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)鍛造生產(chǎn)要求的必需且關(guān)鍵的方面。本文針對(duì)目前應(yīng)用較廣的TC6鈦合金進(jìn)行研究，主要研究其微觀組織演變規(guī)律，對(duì)鍛件成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析熱變形參數(shù)對(duì)其鍛件組織均勻性的影響，并對(duì)其工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研

2、究結(jié)果對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行TC6鈦合金鍛件組織預(yù)測(cè)和工藝優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。
　　首先采用等溫?zé)釅嚎s實(shí)驗(yàn)研究了TC6鈦合金在溫度為800～980℃，應(yīng)變速率為0.5～50s-1范圍內(nèi)的變形機(jī)理。根據(jù)熱壓縮實(shí)驗(yàn)得到流動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)，進(jìn)行高溫變形動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到不同變形條件下的變形激活能。根據(jù)流動(dòng)應(yīng)力曲線分析表明，TC6鈦合金流動(dòng)應(yīng)力隨溫度的降低和應(yīng)變速率的升高而增加，流動(dòng)應(yīng)力隨應(yīng)變的增加呈現(xiàn)快速硬化和持續(xù)軟化特征。綜合考慮加工硬化和

3、流動(dòng)軟化，建立了TC6鈦合金的本構(gòu)方程。
　　對(duì)TC6鈦合金的等溫壓縮過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，確定了組織觀察位置處的應(yīng)變，對(duì)不同條件下微觀組織進(jìn)行金相分析，并對(duì)α相的相含量和α相尺寸進(jìn)行定量分析，建立了符合TC6組織變化規(guī)律的組織模型，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析表明，所建立的組織模型可以比較準(zhǔn)確地進(jìn)行鍛件組織預(yù)測(cè)。
　　對(duì)DEFORM-3D進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，進(jìn)行TC6某鍛件鍛造過(guò)程模擬，分析變形速度、變形溫度、模具溫度和摩擦系數(shù)對(duì)鍛件組織均勻