粉末Ti2AlNb合金環(huán)軋模擬及組織性能研究.pdf

1、實際工程對大尺寸粉末Ti2AlNb合金環(huán)形件有需求，希望采用PM+HIP方法制得環(huán)形坯料，再通過環(huán)軋變形得到環(huán)形件。本文采用有限元模擬軟件Simufact研究粉末Ti2AlNb合金環(huán)形件在高溫下的軋制成形，根據(jù)環(huán)件的實際尺寸及環(huán)軋的理論研究方法，模擬環(huán)件軋制的動態(tài)虛擬過程，觀察環(huán)件擴展的實時動態(tài)，分析兩道次累積變形量60％的軋制模擬過程和形變規(guī)律，以及溫度、應(yīng)變的分布狀況，為環(huán)軋工藝的制定提供參考。之后對環(huán)形坯料進行環(huán)軋變形，并且測試了

2、該合金變形前后、熱處理前后的力學(xué)性能，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等材料表征手段研究了不同變形量和熱處理制度對合金環(huán)件的組織演化特點和力學(xué)性能的影響。得到的結(jié)果如下：
　　環(huán)軋模擬過程中，環(huán)件表面溫度最先下降且溫降較大，外徑越大，壁厚越薄，心部溫降越大。環(huán)件內(nèi)外表面的應(yīng)變大于中間，內(nèi)表面大于外表面，環(huán)軋變形量增大時，環(huán)件內(nèi)外側(cè)與中間層的變形差別增大。環(huán)件中心層溫度和應(yīng)變在軸向?qū)ΨQ分布。
　　粉末Ti2AlNb合金軋制變形后

3、，拉伸強度提高而塑性缺失，變形量較大時塑性缺失嚴重，發(fā)生脆斷，經(jīng)熱處理后性能得到改善，熱機械變形+熱處理的方法能夠改善粉末Ti2AlNb合金的性能。
　　粉末Ti2AlNb合金經(jīng)環(huán)軋變形發(fā)生硬化，變形量越大，硬化程度越明顯。該合金經(jīng)30%的軋制變形后沖擊性能增強，經(jīng)60%變形后沖擊性能降低。環(huán)軋變形后，合金在650oC，360MPa條件下的持久性能增加，熱處理前后30%變形量合金的持久性能介于未變形與60%變形量合金之間。

4、　　在980oC固溶處理，B2相界面上空位、缺陷對相變影響較大；在940oC固溶處理，B2相的晶內(nèi)缺陷對相變影響較大。在相同熱處理狀態(tài)下，隨變形量的增大，O相板條的尺寸減小，塊狀O相的尺寸先增大后減小。
　　當(dāng)固溶溫度一定時，時效溫度較高的組織中析出的塊狀O相尺寸越大，數(shù)量越多，B2相基體上析出的O相板條尺寸也越大。相同的時效溫度條件下，固溶溫度越低組織中板條狀O相尺寸越大，數(shù)量越多，塊狀O相尺寸越小，數(shù)量越少。
　　對拉伸