損傷容限型TC4-DT鈦合金最小m值超塑變形機制研究.pdf

1、鈦合金廣泛應用于航空航天、船舶、汽車等領域,尤其損傷容限型鈦合金在現代航空工業(yè)中的應用更為廣泛,因此,如何高效的成形損傷容限型鈦合金產品也成為亟待解決的問題。本文原創(chuàng)性地提出了最小m值高效超塑性成形方法,與傳統(tǒng)超塑性成形方法相比,該成形方法不僅能滿足產品的變形需求,而且能極大地提高超塑性成形效率,在工程應用領域展現了廣闊的市場前景。
　　本課題基于Visual Basic語言研究開發(fā)了最小m值超塑變形拉伸實驗程序控制軟件,能夠根據

2、最小m值超塑變形的原理對拉伸實驗進行實時控制,并能及時反饋數據信息,以及實時繪制出超塑變形特征曲線。
　　在本課題中對損傷容限型TC4-DT鈦合金在850℃—950℃的溫度范圍內進行了最大m值法和最小m值法超塑性拉伸實驗。實驗結果表明:在870℃溫度下,最大m值法的延伸率達到了1240％,變形效率為3.76;而最小m值法在m值設為0.35、0.4、0.45時的延伸率分別為351.85%、458.46%、701.13%,所對應的變形

3、效率分別是18.67、17.7、16.34,與最大m值法相比最小m值法的變形效率顯著提高,且m值越小,對應的變形效率越高。其中m=0.35時,最小m值法的變形效率最高,是最大m值法拉伸效率的4倍。
　　對比分析拉伸實驗結果可知:隨著溫度的升高,延伸率不斷增大,在870℃時延伸率達到最大,隨著溫度繼續(xù)升高,延伸率呈下降趨勢,這是因為隨著溫度的持續(xù)升高,晶粒不斷長大,當超過臨界溫度時,超塑性能降低;晶粒尺寸較小的改鍛后TC4-DT鈦合

4、金的超塑性能明顯高于改鍛前的粗晶組織。分析顯微組織可知,在超塑性拉伸變形中,發(fā)生了動態(tài)再結晶。
　　本課題還基于應變速率循環(huán)法超塑性拉伸實驗對溫度為850℃—890℃下的TC4-DT鈦合金的超塑性本構關系進行了研究,在構建TC4-DT鈦合金的本構關系時,利用了逐步回歸的方法,即先基于Arrhenius方程建立了TC4-DT鈦合金的本構模型,求出的激活能為171.9kJ/mol。但誤差檢驗表明所構建的本構方程精度不足。于是再通過1s