TC4-DT鈦合金熱變形動態(tài)再結晶組織演變的模擬研究.pdf

1、TC4-DT是我國自主研發(fā)的新型損傷容限型兩相鈦合金，在航空航天高性能結構件方面的應用前景廣泛。作為結構件材料其傳統(tǒng)加工方法為熱變形加工，由于熱變形的內部微觀組織狀態(tài)決定其綜合力學性能和機械性能，而動態(tài)再結晶在熱變形過程中對組織演變的影響相對晶粒長大較大，所以研究熱變形過程中的動態(tài)再結晶組織演變有助于獲得理想的滿足性能要求的微觀組織，確定合理的熱加工工藝以及了解在不同工藝條件下的微觀組織演變趨勢。本文以TC4-DT鈦合金為對象，基于熱壓

2、縮模擬試驗和金相試驗，采用元胞自動機法完成合金在熱變形過程中的動態(tài)再結晶組織演變模擬，模擬結果對TC4-DT鈦合金熱加工過程中組織的控制和工藝參數(shù)的優(yōu)化，以及工件的性能控制具有重要的工程意義。
　　利用Gleeble-3500熱模擬試驗機，對TC4-DT鈦合金進行恒溫、恒應變速率熱壓縮模擬試驗，分析了TC4-DT鈦合金的高溫熱變形行為，得出在本試驗條件下，TC4-DT鈦合金在950℃以下的相對較低溫度條件下的變形機制和熱變形激活能

3、不同于950℃以上較高溫度條件下的變形機制，變形溫度較高且應變速率較低的工藝條件促進動態(tài)再結晶行為的發(fā)生，而應變速率較高時一般只發(fā)生動態(tài)回復現(xiàn)象。同時構建了TC4-DT鈦合金熱變形條件下的Arrhenius本構方程。
　　通過金相技術分析了TC4-DT鈦合金在本試驗條件下熱變形過程中微觀組織的演變過程，得出變形溫度為950℃以上且應變速率較低時明顯存在動態(tài)再結晶晶粒，與應力應變曲線分析一致，同時分析了熱變形溫度、應變速率以及變形程

4、度等工藝參數(shù)對TC4-DT鈦合金熱變形過程中微觀組織演變的影響，為進一步的計算機模擬提供實驗基礎。
　　基于上述試驗結果，采用元胞自動機法，借助MATLAB軟件開發(fā)了相應的模擬程序，分別完成了TC4-DT鈦合金較大長寬比晶粒的單相和兩相正常長大現(xiàn)象的模擬工作，在此基礎上建立了TC4-DT鈦合金動態(tài)再結晶的二維模型，完成了TC4-DT鈦合金在β單相區(qū)變形時的動態(tài)再結晶過程進行了初步的模擬，為該合金熱塑性變形過程中微觀組織演變的深入模