基于組織均勻性控制的TC6鈦合金模鍛工藝優(yōu)化.pdf

1、航空鍛件的熱鍛過程是一個復(fù)雜的過程，由于高溫和變形的同時作用，材料中的微觀組織發(fā)生變化，同時這些微觀組織變化又影響了材料的宏觀力學(xué)性能。對鍛造過程的主要研究在形狀模擬基礎(chǔ)上進(jìn)行微觀組織模擬與控制。鍛造過程微觀組織模擬與優(yōu)化是控制產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)鍛造生產(chǎn)要求的必需且關(guān)鍵的方面。本文針對目前應(yīng)用較廣的TC6鈦合金進(jìn)行研究，主要研究其微觀組織演變規(guī)律，對鍛件成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析熱變形參數(shù)對其鍛件組織均勻性的影響，并對其工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研

2、究結(jié)果對實際生產(chǎn)中進(jìn)行TC6鈦合金鍛件組織預(yù)測和工藝優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。
　　首先采用等溫?zé)釅嚎s實驗研究了TC6鈦合金在溫度為800～980℃，應(yīng)變速率為0.5～50s-1范圍內(nèi)的變形機(jī)理。根據(jù)熱壓縮實驗得到流動應(yīng)力數(shù)據(jù)，進(jìn)行高溫變形動力學(xué)分析，計算得到不同變形條件下的變形激活能。根據(jù)流動應(yīng)力曲線分析表明，TC6鈦合金流動應(yīng)力隨溫度的降低和應(yīng)變速率的升高而增加，流動應(yīng)力隨應(yīng)變的增加呈現(xiàn)快速硬化和持續(xù)軟化特征。綜合考慮加工硬化和

3、流動軟化，建立了TC6鈦合金的本構(gòu)方程。
　　對TC6鈦合金的等溫壓縮過程進(jìn)行數(shù)值模擬，確定了組織觀察位置處的應(yīng)變，對不同條件下微觀組織進(jìn)行金相分析，并對α相的相含量和α相尺寸進(jìn)行定量分析，建立了符合TC6組織變化規(guī)律的組織模型，與實驗結(jié)果對比分析表明，所建立的組織模型可以比較準(zhǔn)確地進(jìn)行鍛件組織預(yù)測。
　　對DEFORM-3D進(jìn)行二次開發(fā)，進(jìn)行TC6某鍛件鍛造過程模擬，分析變形速度、變形溫度、模具溫度和摩擦系數(shù)對鍛件組織均勻