TC11钛合金热变形机制及其热加工图

研究了TC11钛合金在温度800～1050℃,应变速率0.005～5s-1条件下的高温压缩变形行为,基于动态材料模型建立了热加工图,并结合变形微观组织观察确定了该合金在实验条件下的高温变形机制.结果表明:TC11钛合金在两相区低应变速率下(0.005～0.05 s-1)变形时主要发生片状组织的球化,并且球化的效果随变形温度的降低和应变速率的增加而增加.在两相区高应变速率下(0.05～5 s-1)变形时发生热加工的非稳定流动,产生剪切裂纹和剪切带等缺陷.在β相区低应变速率下(0.005～0.05 s-1)变形时发生动态再结晶,高应变速率下(0.05～5 s-1)发生动态回复,并且应变速率大于0.1 s-1时有可能发生不稳定流动现象.在变形温度为900℃左右、应变速率为0.005 s-1时,功率耗散率达到峰值,约为57%.     

基于Murty准则粗片层TC11合金两相区的热态变形行为

利用基于Murty准则的加工图技术研究具有粗片层a的TC11合金在α β两相区的热态变形行为.结果表明,基于Murty准则的加工图技术能较好地预测流动失稳区域和反映耗散能量的变形机制和微观组织.通过加工图分析和微观组织观察得到,流动失稳区域为750～880℃、0.007～10.0/s和880～950℃、0.2～10.0/s,流动失稳现象为宏观剪切裂纹、绝热剪切带和原始β晶界孔洞;较佳的加工区域为770～900℃、0.001～0.005.s和900～950℃、0.001～0.03/s,这两个区域分别是α片层球化机制起作用和α片层球化以及α β→β相变两种机制同时起作用的区域.锻造时可根据锻件的需要来决定α相的含量,在850～950℃之间选取最佳变形温度,最佳应变速率为0.001/s.     

变形温度对TC11钛合金超塑性的影响

通过高温拉伸试验研究TC11钛合金在应变速率0.001 s~(-1)、变形温度810～1050℃的超塑性变形行为,并用金相显微镜和透射电镜对变形试样的微观组织进行观察和分析.结果表明,在β单相区,TC11钛合金不能呈现超塑性;而在α+β两相区的810～980℃温度范围内,TC11钛合金呈现出超塑性,且最佳温度在900℃附近,其最大延伸率为595%,此时的超塑性变形过程中有晶内变形、界面滑动、动态再结晶或扩散蠕变的参与,且界面滑动出现在α/β相界面.α相和β相的相对含量对超塑性有较大的影响,初生α相含量在70%附近时对应着TC11钛合金的最佳超塑性.     

空冷态TC11钛合金的高温流变行为及加工图

对空冷态TC11钛合金在温度750~1100℃、应变速率0.001~10.0 s-1范围内进行等温压缩实验,利用流动应力-应变曲线和加工图研究了该合金在α+β两相区和β单相区的高温流变行为、流变失稳现象及变形机制。结果表明,在α+β两相区,流动应力超过峰值后在低温区随应变的增大持续下降,在中、高温区先下降最后趋于接近稳定的应力值;在β单相区,流动应力随应变的增大略有下降然后逐渐趋于稳定。在加工图上,α+β两相区η值较高的范围大致为750~900℃、0.001~0.006 s-1和900~1000℃、0.001~0.02 s-1,分别是α片层的球化起作用和α片层的球化及α+β-β相变同时起作用的区域;β单相区η值较高的区域大致为1000~1100℃、0.003~0.3 s-1,是动态再结晶起作用的区域。这些区域均是良好的加工区域。流变失稳区为750~875℃、0.006~10.0 s-1,875~975℃、0.03~10.0 s-1和975~1100℃、1.0~10.0 s-1,失稳现象表现为宏观剪切、绝热剪切带和β晶粒的不均匀变形。     

TC11钛合金热变形行为及微观组织演变

研究了TC11钛合金在高温下的变形行为以及显微组织变化。结果表明,在变形过程中,合金的流动应力随着变形温度的升高以及应变速率的降低而降低;同时合金的流动应力软化程度随着应变速率的升高而增加。通过真应变为0.6的热加工图分析可知,能量耗散率最高出现在940℃,0.001 s^-1的条件下,达到0.71;塑性失稳区出现在920～930℃、0.9～10 s^-1的变形工艺参数范围。TC11钛合金在热变形过程中,应变速率的增加、变形量的增加以及变形温度的升高都有利于促进α相的动态再结晶。     

TC11钛合金高温变形本构关系研究

在Thermecmastor-Z型热加工模拟试验机上,对TC11钛合金在990℃～1080℃、0.001s-1～70s-1范围内进行了高温压缩实验。通过真应力-真应变曲线,分析了流动应力随变形热力参数的变化规律,并在Arrhenius方程的基础上考虑了真应变对流动应力的影响,构建出TC11钛合金的本构关系。误差分析表明,该本构方程有较好的精度,可适合于工程应用。     

粗层片原始组织的TC11钛合金热变形行为及其热压缩工艺参数优化(英文)

基于粗层片原始组织的α+β型TC11钛合金的热压缩实验,研究了该合金在950~1100°C、0.001~10s1条件下的热变形行为;依据动态材料模型构建了不同应变下的加工图,并对热压缩工艺参数和变形机制分别进行优化和分析。结果表明,加工图中存在2个功率耗散效率较高区和1个功率耗散效率较低的流变失稳区。这些区域的功率耗散效率呈现出收敛或发散的特征。在α+β两相区,功率耗散效率收敛区位于950~990°C、0.001~0.01s1范围,其峰值功率耗散效率出现在950°C、0.001s1,前者和后者分别为α+β两相区较佳和最佳的热压缩工艺窗口;在β单相区,功率耗散效率收敛区位于1020~1080°C、0.001~0.1s1范围,其峰值功率耗散效率出现在1050°C、0.001~0.01s1,前者和后者分别为β相区的较佳和最佳的热压缩工艺窗口。功率耗散效率发散区位于应变速率大于0.5s1的范围内,其对应的流动失稳机制为局部流动,此时流变应力呈现出流变软化现象。在α+β两相区和β单相区优化工艺窗口内的变形机制分别为动态球化和自扩散控制的动态再结晶。优化结果与变形组织观察结果吻合良好。     

基于Murty判据的TC4-DT合金加工图及失稳分析

采用Gleeble-3500对TC4-DT钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究了合金在温度920~1040℃、应变速率0.001~10 s-1热力参数范围内基于Murty判据的加工图,并分析了合金塑性流动失稳行为。结果表明,在试验参数范围内变形时存在较大区域的流动失稳,失稳区均出现在高应变速率下;得到两个适宜加工的热加工工艺参数匹配为:温度920~940℃、应变速率0.001~0.01 s-1和温度980~1040℃、应变速率0.001~0.09 s-1。分析了显微组织演变,发现在失稳区,合金失稳缺陷主要有局部流动和β晶粒变形不均匀;在稳定区,合金软化机制主要是动态再结晶。     

TC11钛合金双重热处理工艺设计

TC11是α+β型热强钛合金,使用温度达500℃,但在现有的热处理工艺条件下综合力学性能差。鉴于此,本文设计了双重热处理工艺,采用Image-Pro Plus软件对热处理后的组织进行定量表征,揭示了不同参数对组织的影响规律,并结合力学性能测试结果进行了工艺优化。     

TC11钛合金片层组织热变形球化机制

采用TEM、SEM和EBSD等组织分析技术研究了β退火态片层组织TC11钛合金两相区热变形球化过程中组织的精细结构和晶界特征.结果表明,片层组织的球化过程包括α片内小角度晶界形变和回复亚结构的形成、β相沿亚晶界扩散和晶界滑动作用下片层的解体以及晶界扩散和滑动驱动下α晶粒的球化和组织的均匀化.EBSD测试结果揭示了片层组织两相区热变形的球化机制为α相的连续动态再结晶和β相的动态回复或不连续动态再结晶过程.     

HIGH TEMPERATURE DEFORMATION MECHANISM AND CONSTITUTIVE EQUATION OF Ti-40 BUREN RESISTANT TITANIUM ALLOY

1.IlltroductionAsacriticalmaterialItitaniumanditsalloyshavebeenwidelyusedinaerospaceindustry.Sincetitaniumpossessesbetterperformancesthanconventionalstmcturalmaterials,suchasstrength--to--weightratio,corrosionresistance,heatresistanceetc.,theapplicationsinlarge--scalefanbladesinaircraftjetenginebecomespossible,andthehighthrustengineandthehighmachntllnberaircraftcanberealized.HoWever,titaniumanditsalloyscanbeignitedandburntundersomespecialconditions.Therequirementofaircraftengineswithmuchhighp…     

HYDROGEN EFFECT ON DEFORMATION BEHMIOR OF TITANIUM ALLOY AT HIGH TEMPERATURE

1.IntroductionContinuousfiberreinforcedtitaniummatrixcompositeshavepotentialapplicationatelevatedtemperature.Anewmethodhajsbeentriedbyoneofthepresentautho.s[1'21toalleviatethedeleteriousinterfacereactionbetweenthefiberandthematrix,whichislikelytooccurinthiscompositeduringfabrication.Previous.orb[llshowedthattitaniummatrixcompositecanachievefullconsolidationatrelativelylowtemperaturewiththeaidofhydrogenasatemporaryalloyingelement.Furtherstudyalongthisdirectionshouldbebasedonacomprehensiveunders…     

淬火温度对TC16钛合金显微组织及变形行为的影响

采用XRD,SEM和TEM研究了TC16钛合金在700-900℃固溶后淬火的显微组织和相组成,以及淬火温度对拉伸性能的影响.结果表明,在700和750℃淬火,TC16钛合金由初生α相、亚稳β相和微量ω相组成;随着淬火温度的升高,合金出现了β→α″的马氏体相变;从β单相区淬火,合金由α″马氏体组成.拉伸实验表明,拉伸过程...     

AN INVESTIGATION OF HIGH-TEMPERATURE DEFORMATION STRENGTHENING AND TOUGHENING MECHANISM OF TITANIUM ALLOY

1.IntroductionItiswellknownthatalpha-betatitaniumalloysareusuallyprocessedbyconventionalforging,i.e.,materialsareheatedandprocessedat30--50"Cbelowbetatransustemper-ature.Theconventionallyforgedtitaniumalloyshaveanequiaxedmicrostructure.Ingeneral,equiaxedmicrostructuresshowahigherductilityandhigherstrength,buthavelowerhigh--temperatureproperties,lowerresistancetofatiguecrackpropagationandlowerfracturetoughness[1].Inthelate50s,anewforgingmethod,calledbetaforging,waspro-posedbyCroan[2].Itbroket…     

CRACK GROWTH BEHAVIOR IN TITANIUM ALLOY TC11AT ROOM AND HIGH TEMPERATURES

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｆｏｒａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｒｅｌｙｏｎｓｐｅｃｉｍｅｎｏｒｆｕｌｓｃａｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｅｓｔｓ,...     

FABRICATION OF SUBMICRON GRAINED TITANIUM ALLOY BY COMPRESSIVE DEFORMATION

1.IntroductionRecently,thefabricationofmaterialswithultrafinegrainswithinthesubmicronsizeornanometersizerangehasbroughtaboutgreatattentions.Firstly,thiskindofmaterialcanbeexpectedtohaveexcellentmechanicalpropertiesinaccordancewithHall--Petchrelationship[1];secondly,itispossibletorealizesuperplasticityatrelativelylowertemperatureorrelativelyhigherstrainrateforthiskindofmaterial12].Sofartherehavebeenseveralmethodsforthefabricationofultrafinegrainedmaterials[2]:vapordeposition,crystalliza-nonofa…     

TC6钛合金高温变形组织演化的模糊神经网络预测模型

通过分析TC6钛合金高温变形过程中的组织特征参数实验数据,并结合模糊神经网络技术,建立了TC6钛合金高温变形过程中的组织预报模型.研究结果表明,用该模型得到的计算结果和实验结果吻合较好,因此这一方法可用来对TC6钛合金高温变形过程中的组织进行预测和控制,为优化变形工艺参数提供了简便、适用的方法和手段.     

钛合金高温形变强韧化机理

详细研究并讨论了钛合金高温形变强韧化机理。结果表明,三态组织中少量等轴α相与基体β相没有固定的位向关系,位错容易找到可开动的滑移面,对变形起着协调作用,因而合金具有较高的塑性;大量网篮交织的条状α,不仅增加了相界面,提高了合金的强度与抗蠕变能力,而且不断改变裂纹扩展方向,导致裂纹路径曲线、分枝多,断裂韧性好。新的变形理论适用于α,近α,（α＋β）和近β型钛合金。