TC4-DT鈦合金熱變形動(dòng)態(tài)再結(jié)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(jié)構(gòu)件方面的應(yīng)用前景廣泛。作為結(jié)構(gòu)件材料其傳統(tǒng)加工方法為熱變形加工，由于熱變形的內(nèi)部微觀組織狀態(tài)決定其綜合力學(xué)性能和機(jī)械性能，而動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在熱變形過程中對(duì)組織演變的影響相對(duì)晶粒長大較大，所以研究熱變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)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(duì)象，基于熱壓

2、縮模擬試驗(yàn)和金相試驗(yàn)，采用元胞自動(dòng)機(jī)法完成合金在熱變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織演變模擬，模擬結(jié)果對(duì)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(yàn)機(jī)，對(duì)TC4-DT鈦合金進(jìn)行恒溫、恒應(yīng)變速率熱壓縮模擬試驗(yàn)，分析了TC4-DT鈦合金的高溫?zé)嶙冃涡袨?，得出在本試?yàn)條件下，TC4-DT鈦合金在950℃以下的相對(duì)較低溫度條件下的變形機(jī)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(jī)制，變形溫度較高且應(yīng)變速率較低的工藝條件促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的發(fā)生，而應(yīng)變速率較高時(shí)一般只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)現(xiàn)象。同時(shí)構(gòu)建了TC4-DT鈦合金熱變形條件下的Arrhenius本構(gòu)方程。
　　通過金相技術(shù)分析了TC4-DT鈦合金在本試驗(yàn)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(yīng)變速率較低時(shí)明顯存在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒，與應(yīng)力應(yīng)變曲線分析一致，同時(shí)分析了熱變形溫度、應(yīng)變速率以及變形程

4、度等工藝參數(shù)對(duì)TC4-DT鈦合金熱變形過程中微觀組織演變的影響，為進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)模擬提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　基于上述試驗(yàn)結(jié)果，采用元胞自動(dòng)機(jī)法，借助MATLAB軟件開發(fā)了相應(yīng)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(chǔ)上建立了TC4-DT鈦合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的二維模型，完成了TC4-DT鈦合金在β單相區(qū)變形時(shí)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程進(jìn)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