Ti40合金熱變形過程的微觀組織模擬.pdf

1、學校代碼：10406分類號：TG113、TG316學號：100080503020南昌航空大學碩士學位論文（學位研究生）Ti40合金熱變形過程的微觀組織模擬碩士研究生：宋昕導師：王克魯教授申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：材料加工工程所在單位：航空制造工程學院答辯日期：2013年6月授予學位單位：南昌航空大學I摘要金屬在熱變形過程中將發(fā)生一系列復雜的微觀組織演變，其將直接影響材料的加工工藝和加工設備的選擇，并最終影響產(chǎn)品的使用性能。Ti40合

2、金因其良好的阻燃性能，在航空領域具有廣闊的應用前景，但該合金塑性差，且組織、性能對變形工藝參數(shù)非常敏感，成形過程中不易獲得組織和性能穩(wěn)定一致的產(chǎn)品。因此，研究Ti40合金在熱變形過程中的微觀組織演變規(guī)律，對于成形工藝制度的確定及優(yōu)化具有一定的理論意義和實用價值。本文以Ti40合金為研究對象，在Gleeble熱模擬試驗機上對該合金進行熱壓縮模擬實驗，其應變、變形溫度和應變速率的范圍分別為0~0.92、950℃~1100℃和0.001s1~

3、0.1s1。利用金相顯微鏡對不同工藝參數(shù)下的Ti40合金壓縮試樣進行了微觀組織觀察與分析。結果表明：在同一應變速率下，動態(tài)再結晶行為隨著變形溫度(950℃~1100℃)的升高進行地更充分；在同一變形溫度下，當應變速率從0.1s1降低至0.001s1時，其動態(tài)再結晶體積分數(shù)及和晶粒尺寸顯著增大；在同一應變速率和同一溫度下，隨著熱壓縮地進行，應變(0~0.92)的增大，其再結晶行為也進行地更充分?；趯i40合金壓縮試樣的微觀組織演變研究

4、，建立了該合金的JMAK動態(tài)再結晶模型(再結晶體積分數(shù)模型、再結晶晶粒尺寸模型和平均晶粒尺寸模型)，并利用有限元軟件DEFM3D對該合金進行了熱壓縮過程模擬。模擬結果表明：(1)在熱壓縮試樣的不同區(qū)域中，其中部中心區(qū)域的等效應變、應變速率和溫度一般處于最高，且該區(qū)域的動態(tài)再結晶行為也進行地最充分；(2)不同工藝參數(shù)對動態(tài)再結晶有著不同的影響，較高的變形溫度、低應變速率和大應變都會有利于動態(tài)再結晶的進行；(3)利用JMAK動態(tài)再結晶模型計

5、算得到的再結晶體積分數(shù)與再結晶晶粒尺寸的值與實驗測得的比較接近。本文還利用元胞自動機方法建立了Ti40合金的動態(tài)再結晶模型，并通過DEFM3D中的Microstructure模塊對熱壓縮過程中的微觀組織演變進行了模擬，分析了變形溫度、應變速率和應變等工藝參數(shù)對動態(tài)再結晶的影響。研究結果表明：(1)Ti40合金試樣在熱壓縮過程中發(fā)生了動態(tài)再結晶現(xiàn)象，晶粒得到了細化，微觀組織也都得到了較大的改善；(2)較大的應變、較低的應變速率和較高的變形