TA15鈦合金力學(xué)性能影響因素研究及性能改善.pdf

1、隨著人類航空事業(yè)的不斷進步，對航空飛行器的要求越來越高。航空結(jié)構(gòu)材料總的發(fā)展趨勢是輕質(zhì)化、高強度、高模量、耐高溫、低成本，鈦合金以其低密度、高強度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能成為重要的航空材料,有著較高的研究價值，如何進一步提高鈦合金的綜合性能就成為鈦合金研究的重中之重。
　　本文以航空用TA15鈦合金材料為研究對象，通過對其熱變形行為以及工藝參數(shù)對組織性能影響的系統(tǒng)研究，探明TA15鈦合金獲得良好熱加工工藝性能的熱成形工藝窗口，同

2、時探究有效改善TA15鈦合金力學(xué)性能的工藝方法。
　　研究發(fā)現(xiàn)，TA15鈦合金在高溫變形時出現(xiàn)了明顯的加工硬化以及動態(tài)軟化現(xiàn)象。其中低溫時(900℃以下)軟化趨勢明顯，為動態(tài)再結(jié)晶曲線形式，高溫時真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈回復(fù)曲線形式。利用Arrhenius方程的雙曲正弦函數(shù)建立的考慮應(yīng)變的本構(gòu)方程經(jīng)過摩擦和溫度的修正后，可準(zhǔn)確的用于預(yù)測TA15鈦合金在雙相區(qū)熱變形的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　　基于動態(tài)材料模型建立了熱加工圖，明確了TA1

3、5合金高溫變形時的安全區(qū)與失穩(wěn)區(qū)。合金在(α+β)雙相區(qū)的熱變形機制為α相和β相的動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶；失穩(wěn)區(qū)主要集中在低溫高應(yīng)變速率區(qū)域，變形熱導(dǎo)致的局部塑性流動是失穩(wěn)的主要原因。
　　同時，我們系統(tǒng)分析了變形參數(shù)與組織狀態(tài)(變形后進行了熱處理)之間的關(guān)系。結(jié)果表明：初生α相含量增大、初生α相尺寸減小、次生片層α相厚度減小均可提高常溫抗拉強度；初生α相含量減小、初生α相減小、次生片層α相厚度減小高溫抗拉強度增大兩個重要因素。細(xì)化