tc27鈦合金的熱變形行為及其組織演變規(guī)律

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1、學(xué)校代碼:10406+分類號(hào):TG146.23學(xué)號(hào):120080503010南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)位研究生)TC27鈦合金的熱變形行為及其組織演變規(guī)律碩士研究生:鄭群輝導(dǎo)師:王克魯教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士學(xué)科、專業(yè):材料加工工程所在單位:航空制造工程學(xué)院答辯日期:2015年6月授予學(xué)位單位:南昌航空大學(xué)Hotdeformationbehaviorandmicrostructureevolutionofas-forgedtitaniumalloyTC27ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterO

2、nMaterialsProcessingandEngineeringbyQunhuiZhengUndertheSupervisionofProf.KeluWangCollegeofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaApril,2015摘要TC27鈦合金是我國(guó)自主研發(fā)的一種新型高強(qiáng)高韌高淬透性的鈦合金,可應(yīng)用于航空航天及兵器行業(yè)重要承力部件。本文通過(guò)對(duì)鍛態(tài)TC27合金進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn),分析了其熱變形行為;分別采用多

3、元線性回歸和內(nèi)變量法構(gòu)建了該鈦合金的本構(gòu)關(guān)系模型;研究了其微觀組織的演變規(guī)律。主要結(jié)論如下:TC27合金的流動(dòng)應(yīng)力隨著應(yīng)變的升高而迅速升高,達(dá)到最大值后平緩下降,呈現(xiàn)流變軟化現(xiàn)象,變形溫度越低,這種流變軟化現(xiàn)象就越明顯。在各變形溫度,-1應(yīng)變速率為70s下,應(yīng)力-應(yīng)變曲線在加工硬化和軟化作用下出現(xiàn)波動(dòng)。多元線性回歸所構(gòu)建的本構(gòu)方程,在700~850℃范圍內(nèi),誤差小于10%的數(shù)據(jù)點(diǎn)占全部數(shù)據(jù)點(diǎn)的93.1%;在900~1150℃范圍內(nèi),誤差小于10%的數(shù)據(jù)點(diǎn)占全部數(shù)據(jù)點(diǎn)的97.4%?;趦?nèi)變量(位錯(cuò)密度)構(gòu)建的本構(gòu)方程,在700~800℃范圍內(nèi)

4、,誤差小于10%的數(shù)據(jù)點(diǎn)占全部數(shù)據(jù)點(diǎn)的89.1%;在850~1150℃范圍內(nèi),誤差小于10%的數(shù)據(jù)點(diǎn)占全部數(shù)據(jù)點(diǎn)的92.2%。在壓縮前,低于α+β/β轉(zhuǎn)變溫度的850℃試樣,保溫了12min存在β相晶粒;高于α+β/β轉(zhuǎn)變溫度的900℃試樣,保溫了2min存在一定量的α+β等軸組織。-1變形溫度為850℃、70s、壓縮率從30%-50%時(shí),合金中的初生α相逐漸變得不等軸,且具有一定的方向性。變形溫度為900℃時(shí),當(dāng)壓縮率從25%-50%時(shí),-1β相晶粒明顯被壓扁。變形溫度為900℃時(shí),應(yīng)變速率為0.001s,當(dāng)壓縮率為15%-35%時(shí),發(fā)生

5、了少量動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,β晶粒得到細(xì)化,平均晶粒尺寸減小。但壓縮率為50%時(shí),晶粒有長(zhǎng)大的趨勢(shì)。-1-1在應(yīng)變速率0.001s~70s、壓縮率50%,700℃時(shí),合金中微觀組織與未經(jīng)變形的原始試樣相差不大,組織中α相體積分?jǐn)?shù)較其它溫度最多。但在應(yīng)變速率-1高達(dá)70s時(shí),可以觀察到大變形區(qū)組織發(fā)生了局部流動(dòng)和絕熱剪切現(xiàn)象。850℃時(shí),合金中的α相體積分?jǐn)?shù)較其他溫度最少。在變形溫度從900℃~1150℃,在應(yīng)變速率較低的情況下,隨著變形溫度升高,原始β晶粒尺寸增大,晶粒內(nèi)部也更容易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,最后細(xì)小的再結(jié)晶晶粒逐漸取代原始的粗大晶粒。鍛態(tài)TC2

6、7鈦合金較適宜的熱加工參數(shù)范圍為:變形溫度700℃~1150℃,應(yīng)變速率-1-1-1-1-10.001s、0.01s、0.1s。而失穩(wěn)區(qū)容易發(fā)生在應(yīng)變速率較高(10s和70s)的各個(gè)溫度下。關(guān)鍵詞:鍛態(tài)TC27鈦合金,熱變形行為,本構(gòu)關(guān)系,組織演變IAbstractTC27isanewtypeoftitaniumalloywithhighstrengthhightenacityandhighhardenabilityofChineseself-developedresearchanddevelopment,canbeusedasimport

7、antbearingpartsintheaerospaceindustryandtheweapons.Inthispaper,haveanalyzedthermaldeformationbehaviouroftheforgingstateTC27titaniumalloybytheisothermalcompressionexperimentatconstantstrainrate,haveconstructedtheconstitutiverelationshipsofthetitaniumalloybyadoptingmultivari

8、atelinearregressionandinternalvariablemethods,havestudyeditsmicrostructuralevolutionrules

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