Ti2AlNb基合金的熱變形行為及加工圖研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號：TG146.2+3 學(xué)號：130085232007南昌航空大學(xué)碩 士 學(xué) 位 論 文南昌航空大學(xué)碩 士 學(xué) 位 論 文（學(xué)位研究生）Ti Ti2AlNb 基合金的熱變形行為及加工圖研究 AlNb 基合金的熱變形行為及加工圖研究碩士研究生： 黃赟導(dǎo) 師： 王克魯 教授申請學(xué)位級別：碩 士學(xué)科、專業(yè)： 航空工程所在單位： 航空制造工程學(xué)院答辯日期： 2015 年 12 月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要Ti2Al

2、Nb 基合金具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、斷裂韌性及蠕變抗力等優(yōu)良的綜合力學(xué)性能， 作為一種在航空航天領(lǐng)域用的先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料， 極具開發(fā)潛力和應(yīng)用前景，是金屬間化合物研究領(lǐng)域中的一個新的熱點。但是，Ti2AlNb 基合金為難變形材料， 組織和性能對變形工藝參數(shù)非常敏感， 不易獲得組織和性能穩(wěn)定一致的產(chǎn)品，因而制造成本很高，限制了它的應(yīng)用。本文以 Ti2AlNb 基合金為研究對象，在 900~1110℃、0.01~10s-1 變形參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行

3、了等溫恒應(yīng)變速率壓縮實驗， 分析了真應(yīng)力—應(yīng)變曲線， 計算了該合金的激活能并構(gòu)建了精度較高的本構(gòu)方程。采用 Prasad 和 Murty 塑性失穩(wěn)判據(jù)繪制了該合金在不同應(yīng)變量下的熱加工圖， 通過分析加工圖并結(jié)合觀察微觀金相組織， 得出了失穩(wěn)變形區(qū)域、 較佳熱加工區(qū)域以及相對應(yīng)的熱力參數(shù)范圍和相應(yīng)的變形機(jī)制。主要結(jié)論如下。Ti2AlNb 基合金的流變應(yīng)力曲線具有應(yīng)力峰值、 流變軟化和穩(wěn)態(tài)流動等特征，流動應(yīng)力隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低

4、而減小。 通過計算得到了合金的激活能 Q=358.24KJ/mol，明顯大于純α鈦和純β鈦合金的自擴(kuò)散激活能，說明在此條件下，Ti2AlNb 基合金的熱變形是由高溫擴(kuò)散以外的過程控制。構(gòu)建了精度較高的本構(gòu)方程，誤差分析表明所有數(shù)據(jù)點中誤差在 15%以內(nèi)的數(shù)據(jù)點占全部的93.8%、90.8%。分別基于 Prasad、Murty 判據(jù)建立了 Ti2AlNb 基合金的熱加工圖，對比這兩種加工圖發(fā)現(xiàn)，兩者對失穩(wěn)區(qū)域的預(yù)測大致相同，但結(jié)合金相微觀

5、組織來考慮，Prasad 判據(jù)比 Murty 判據(jù)的預(yù)測相對合理些。 因此采用基于 Prasad 判據(jù)的加工圖來優(yōu)化 Ti2AlNb 基合金的熱加工工藝參數(shù)。根據(jù)基于 Prasad 判據(jù)繪制的加工圖和相應(yīng)的金相微觀組織可知失穩(wěn)變形的工藝參數(shù)區(qū)為：900~990℃、0.25~10s-1，1035~1100℃、0.39~10s-1 及 900~945℃、0.01~0.019s-1，對應(yīng)的變形機(jī)制為絕熱剪切帶、局部塑性流動、晶粒粗大和 ? 晶