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(jié)構(gòu)件制造中有著巨大的應(yīng)用前景。由于其高屈強(qiáng)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(nèi)部微觀組織狀態(tài)也不同，而零件的內(nèi)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(guān)的計(jì)算機(jī)模擬仿真進(jìn)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(chǔ)上，根據(jù)TC21鈦合金的特點(diǎn)及在生產(chǎn)中可能的熱加工（鍛造）工藝，進(jìn)行了加熱保溫相轉(zhuǎn)變試驗(yàn)，獲得了不同的加熱溫度和保溫時(shí)間下的微觀組織金相圖，并對其進(jìn)行了相應(yīng)的分析，得出了可以作為熱加工工藝參數(shù)優(yōu)化參考的α→β相轉(zhuǎn)變的一些規(guī)律。 其次，在Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對TC21鈦合金進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率

3、的熱模擬試驗(yàn)，對變形后的微觀組織進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)其在β相變點(diǎn)以上、一定應(yīng)變速率條件下存在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象，并通過回歸分析計(jì)算了不同溫度區(qū)間的熱加工過程相關(guān)的材料性能參數(shù)，如變形激活能、應(yīng)力指數(shù)等。 最后，介紹了元胞自動(dòng)機(jī)方法，建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶二維元胞自動(dòng)機(jī)模型，借助Visual C++ 6.0開發(fā)了相應(yīng)的程序，對TC21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，并對初步的模擬結(jié)果存在的問題進(jìn)行了分析，為該鈦合金熱