TC21鈦合金熱加工過程的微觀組織演變及模擬研究.pdf

1、TC21鈦合金是一種新型的損傷容限型α+β兩相鈦合金，在高性能航空及航天飛行器結構件制造中有著巨大的應用前景。由于其高屈強比等特性，熱加工成形（高溫鍛造、超塑成形、熱成形）是其主要采用的加工形式。不同的熱加工工藝獲得的零件的內部微觀組織狀態(tài)也不同，而零件的內部微觀組織狀態(tài)決定其使用性能，要使熱加工后的零件獲得理想的滿足性能要求的組織形態(tài)，了解諸如加熱保溫、變形速率、變形程度等不同熱加工工藝條件下的微觀組織演變情況就很有必要。本文針對TC

2、21鈦合金熱加工過程的微觀組織演變及其相關的計算機模擬仿真進行了研究，主要工作如下： 首先，在分析鈦合金相變理論的基礎上，根據TC21鈦合金的特點及在生產中可能的熱加工（鍛造）工藝，進行了加熱保溫相轉變試驗，獲得了不同的加熱溫度和保溫時間下的微觀組織金相圖，并對其進行了相應的分析，得出了可以作為熱加工工藝參數優(yōu)化參考的α→β相轉變的一些規(guī)律。 其次，在Gleeble3500熱模擬試驗機上對TC21鈦合金進行等溫恒應變速率

3、的熱模擬試驗，對變形后的微觀組織進行了分析研究，發(fā)現其在β相變點以上、一定應變速率條件下存在動態(tài)再結晶現象，并通過回歸分析計算了不同溫度區(qū)間的熱加工過程相關的材料性能參數，如變形激活能、應力指數等。 最后，介紹了元胞自動機方法，建立了動態(tài)再結晶二維元胞自動機模型，借助Visual C++ 6.0開發(fā)了相應的程序，對TC21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，并對初步的模擬結果存在的問題進行了分析，為該鈦合金熱