TA15鈦合金熱約束變形行為及力學(xué)性能.pdf

1、本文采用等溫鍛造工藝進(jìn)行了TA15鈦合金熱約束變形實(shí)驗(yàn),研究了TA15鈦合金熱約束變形的變形特點(diǎn)及其影響因素。利用金相手段分析了熱約束變形后試樣的顯微組織,并測(cè)試了熱約束變形后材料的室溫拉伸性能。由高溫?zé)釅嚎s實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),建立了TA15鈦合金熱塑性變形本構(gòu)方程。使用剛塑性有限元方法,運(yùn)用MSC.Marc有限元軟件對(duì)TA15鈦合金熱約束變形過程進(jìn)行有限元模擬。將TA15鈦合金熱塑性變形本構(gòu)方程耦合到MSC.Marc有限元軟件中,建立了有

2、限元熱-力耦合的模擬系統(tǒng),研究變形溫度,上模速度以及摩擦因子對(duì)成形過程中應(yīng)力、應(yīng)變以及溫度分布的影響。研究結(jié)果表明,變形溫度和上模速度對(duì)成形影響顯著。上述研究為優(yōu)化TA15鈦合金熱約束變形實(shí)驗(yàn)和提高工藝設(shè)計(jì)可靠性提供技術(shù)支持。對(duì)TA15鈦合金熱約束變形行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,描述了熱變形行為及熱變形特點(diǎn),分析了工藝參數(shù)(上模速度,變形溫度)對(duì)變形的影響。研究結(jié)果表明,低溫下的變形抗力大,低溫成形較高溫困難;隨著變形溫度的上升,相同位移變形條

3、件下所需最大載荷下降。開始階段,變形速度越大,變形所需的載荷越大。一定上模行程后,變形速度小,變形慢,溫度降低快,成形載荷反而增大。利用應(yīng)力偏量不變量J2和羅德系數(shù)μ對(duì)TA15鈦合金成形件進(jìn)行分區(qū),并在不同區(qū)域進(jìn)行金相組織分析。結(jié)果表明,成形件絕大部分區(qū)域?yàn)樗苄宰冃螀^(qū),在下模底部圓角處為剛性區(qū)。成形件絕大部分區(qū)域?yàn)閴嚎s類變形,飛邊槽外側(cè)和小部分下模底面區(qū)域?yàn)槔祛愖冃巍ｋS著變形溫度的升高,成形件組織中的初生?相含量逐漸降低,?相的長(zhǎng)徑比