TC21钛合金β锻动态再结晶行为及晶粒尺寸预测

采用Gleeble-3500热模拟实验机对TC21钛合金进行等温恒应变速率的热模拟压缩实验,研究其在变形温度960℃~1020℃,应变速率0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明,TC21钛合金在变形过程中存在动态回复、动态再结晶现象。当温度一定时,在应变速率≤0.1s-1情况下,随着应变速率的降低,动态再结晶晶粒尺寸变大;在应变速率为1s-1时,变形过程几乎只发生动态回复;当应变速率一定时,随着温度的升高,动态再结晶晶粒尺寸变大。根据流动应力与变形温度和应变速率之间的关系,得到了TC21钛合金动态再结晶激活能Q=258.6kJ/mol;通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了动态再结晶演化模型。依据所建模型,并基于DEFORM-3D软件预测了975℃热变形后的晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,晶粒尺寸相对误差在±10%以内,较好的验证了模型的准确性。     

铸态TB6钛合金β热变形中的动态再结晶行为

利用Thermecmaster-Z型热模拟试验机在β相区对铸态TB6钛合金进行了热压缩试验,并对其动态再结晶行为进行了研究。结果表明,合金在β热变形过程中主要存在两类形核位置:原始β晶界附近及β晶粒内部,相应地存在两类动态再结晶机制:不连续动态再结晶和连续动态再结晶。在较高应变速率(≥0.01s-1)时,以不连续动态再结晶机制为主,但动态再结晶发生的程度较低,不能通过此机制使组织获得明显细化;在低应变速率(≤0.001s-1)和高变形温度(≥950℃)时,以连续动态再结晶机制为主。此时,合金动态再结晶晶粒直接由亚晶转变而成,组织均匀、细小。     

高度稳定化β型Ti40阻燃钛合金的动态再结晶行为

采用热压缩试验方法,对高度稳定化的β型Ti40阻燃钛合金的动态再结晶行为进行了研究.结果表明,Ti40合金的动态再结晶形核机制为亚晶形核、晶界弓出形核和位错塞积形核等多种机制;Ti40合金高温塑性变形后,空冷及850 ℃退火的再结晶晶粒呈现混晶现象;1000 ℃退火,再结晶晶粒充分长大,是完全再结晶的结构特征.     

TC21钛合金动态再结晶行为的元胞自动机模拟

为研究热加工工艺不同变形参数对TC21钛合金塑性成形过程中微观组织的影响,本文利用Gleeble-3500型热模拟试验机进行等温恒应变速率热压缩实验,研究了TC21钛合金在不同变形条件下的热变形行为;并以TC21钛合金在热压缩过程中微观组织演变为基础,通过对TC21钛合金的位错密度模型、再结晶形核和晶粒长大模型的推导,建立了元胞自动机模型,并基于元胞自动机模型对TC21钛合金β单相区变形过程中的动态再结晶行为进行了模拟和验证。结果表明：该合金的流变应力随着温度的降低和应变速率的升高而增大;结合元胞自动机模拟结果分析得,在β单相区内该合金动态再结晶体积分数与变形温度成正比,而与应变速率成反比。     

β21s钛合金棒材热处理研究

研究固溶时效热处理对β21s钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:在固溶温度一定时,随着时效温度的升高(从540,550到560℃),合金的强度下降,而塑性则有所上升;在时效温度一定时,随着固溶温度的升高(从750,770,790到800℃),合金强度先有所升高(在790℃时达到峰值),而后又有所降低,而塑性则逐步降低。     

不同应变速率下TA15钛合金β形变过程中动态再结晶行为

研究TA15钛合金在1050℃时,不同应变速率下变形过程中动态再结晶组织演变,讨论动态再结晶动力学、形核率和晶粒尺寸的演变规律。结果表明,随高低应变速率不同,存在两种类型的动态再结晶现象:连续动态再结晶和不连续动态再结晶。动力学分析应变速率为0.01,0.1,1s-1时,对应的动态再结晶稳态应变分别为1.26,1.57,2.93,说明增大应变速率则相应地提高稳态应变,在高应变速率条件下,往往难于达到稳态阶段。高应变速率下的形核率明显高于低应变速率下的形核率,且低应变速率下,较小幅度的增大应变速率就能使晶粒尺寸较大幅度下降;而在较高应变速率下,晶粒尺寸变化随应变速率改变较小。采用高应变速率及大应变下发生的连续动态再结晶可实现组织明显细化。     

钛合金热变形时的动态回复和再结晶

对于α＋β及亚稳β钛合金，传统的轧制或镏造等热变形加工通常在α＋β两相区和β单相区送行，在热变形过程中发生动态回复和动态再结晶。对β和α＋β相区热变形组织的研究表明，变形早期动态回复形成的β亚晶界（小角度晶界），在进一步变形后变成大角度晶界。经过连续动态羁结晶，晶界结构发生变化。但钛合金热变形过程中动态回复组织需要根据动态再结晶机制进行检验。     

TB18钛合金热变形行为及动态再结晶机制

本文利用Gleeble 3800热模拟试验机和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了TB18钛合金在700℃~ 900℃、应变速率0.01~10 s-1时的热变形行为和动态再结晶机制。研究表明该合金的流动应力大小对应变速率和变形温度敏感。变形初期流动应力皆在达到峰值应力后快速软化,随后有不同程度的上升。通过数据回归得到了该合金在两相区和单相区的高温变形Arrhenius型本构方程,其变形激活能分别为340 kJ/mol和185 kJ/mol。其单相区的变形软化机制主要为β相的动态回复,两相区主要为β相的动态再结晶。结合了EBSD技术,金相观察和流变曲线特点的分析表明,在高变形温度,低应变速率时（900℃,0.01s-1）主要以几何动态再结晶（GDRX）为主。在温度较低,或变形速率较高下,变形初期发生不连续动态再结晶（DDRX）,应变增大后发生连续动态再结晶（CDRX）。     

TA15钛合金β热变形中的动态再结晶形核

利用Thermecmaster-Z型热模拟试验机在β相区对TA15钛合金进行了热压缩试验,采用金相显微镜及EBSD取向差分析技术,研究了TA15钛合金β热变形中动态再结晶形核.结果表明,随内、外界条件的不同,TA15钛合金存在两类典型的动态再结晶形核地点,即晶界周围及变形带.相应地,随应变速率增大,存在两种动态再结晶形核机制,在较低应变速率下,晶界弓弯形核是动态再结晶的主要形核机制,晶界、三岔界是主要形核地点;在高应变速率下,动态再结晶不仅可以在晶界、三岔界附近形核,还可以借助变形带形核.此时的动态再结晶形核为晶界弓弯与亚晶旋转机制共同作用.     

一种新型β钛合金Ti-34521高温变形过程中微观组织演变机制

采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机对一种新型的β钛合金Ti-34521进行热模拟压缩实验,其应变速率为0.1～30 s-1,变形温度为750～1000℃,压下量为50％,并采用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术对变形后的微观组织进行表征,研究了该合金高温变形过程中的微观组织演变机制.结果表明:变形后合...     

Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金的动态再结晶行为（英文）

对Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金在温度为950~1100℃,应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下进行热压缩试验,研究了该合金在β相区变形时的动态再结晶行为。结果表明,该合金的热变形机制主要是由动态再结晶支配的,而动态再结晶新晶粒主要是通过弓弯形核机制来形成的。当应变速率降低和变形温度升高时动态再结晶易于发生;当应变速率为0.01~0.1 s~(-1),变形温度为950~1050℃时,动态再结晶使晶粒细化;当变形温度高于1100℃,应变速率低于0.001 s~(-1)时,动态再结晶晶粒粗化。为了确定在不同变形条件下的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸,分别建立了该合金动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸预测模型。     

TA15钛合金β区变形动态再结晶的临界条件

采用Thermecmaster-Z热模拟试验机在变形温度1050～1100℃,应变速率10-3～1s-1的条件下进行热模拟压缩试验。采用加工硬化率处理方法对应力-应变数据进行处理,结合lnθ—ε曲线的拐点及-(lnθ)/ε—ε曲线最小值的判据,研究TA15钛合金β区变形时的动态再结晶临界条件。结果表明:在本实验条件下,TA15钛合金的lnθ—ε曲线均出现拐点及-(lnθ)/ε—ε曲线均出现最小值;临界应变随应变速率的增大及变形温度的降低而增加,且临界应变与峰值应变之间基本保持恒定值εc/εp=0.62;临界应变预测模型函数关系可以表示为εc=0.92×10-2Z0.0843。     

Ti–4.5Al–6.5Mo–2Cr–2.6Nb-2Zr-1Sn钛合金的高温变形行为

超高强韧钛合金是制造超规格航空结构件的骨干材料。通过热模拟压缩实验研究了Ti-4.5Al-6.5Mo-2Cr-2.6Nb-2Zr-1Sn钛合金高温变形行为,采用临界条件动力学模型建立高温下动态再结晶体积分数预测模型。本研究取得的阶段性成果将为超大尺寸、复杂形状的关键结构件的集成制造提供理论支撑。     

管线钢X65高温变形动态再结晶研究

用热加工模拟试验机对X65钢进行了高温压缩试验，建立了试验用钢的奥氏体热变形方程式及动态再结晶临界条件回归方程式。根据动态再结晶动力学，通过应力-应变曲线建立了如下动态再结晶体积分数数学模型     

铸态TC21钛合金高温变形行为研究

以铸态TC21钛合金为研究对象,在Gleeble3500热模拟试验机上对TC21钛合金在开坯温度1000～1150℃、应变速率0.01～10 s-1的高温变形行为进行了研究.结果表明,铸态TC21钛合金流动应力随应变速率的提高和温度的降低而升高,具有温度和应变速率敏感性;β区变形激活能为196.277 kJ/mol,变形机制以动态回复为主;低应变速率下(ε≤0.1 s-1),流变曲线呈稳态流动特征,拉长的β晶粒晶界呈锯齿状,晶界处发生连续再结晶;高应变速率下(ε≥1 s-1),拉长的β晶粒晶界平直,为典型动态同复;高应变速率且温度相对较低(ε=10 s-1,T≤1150℃)时,流变曲线呈流动软化特征,原因是局部温升效应及局部塑性流动.     

Ti-5553合金高温变形时动态再结晶行为

采用热压缩试验方法,对Ti-5553钛合金的动态再结晶行为进行研究。结果表明,在温度800～860℃、应变速率0.01～10s-1的范围内,Ti-5553合金在高温、低应变速率变形时,晶界弓出形核是其主要的动态再结晶形核机制;在低温、高应变速率、大变形量变形时,位错塞积形核是主要的动态再结晶形核机制。在非均匀变形的条件下材料产生绝热剪切现象,其形核主要以亚晶吞并长大形核机制进行。     

TC21G钛合金平面应变变形行为及其机理

利用平面应变压缩实验,研究TC21G钛合金在变形温度为870～940℃、应变速率为0.1～1 s-1条件下的变形行为,并分析显微组织的演变过程.同时,研究加工参数对应变硬化指数n值的影响.结果表明:在应变速率一定的条件下,随着变形温度的升高,显微组织中 β 相的含量增加,合金的流变应力降低;而在变形温度一定的条件下,随...     

690合金高温变形行为与动态再结晶模型

利用物理模拟实验方法对690合金进行恒温恒速压缩实验,变形温度范围为1050～1250℃,应变速率分别为0.1,1、5,10s-1,获得了合金的流变应力数据,并对合金变形后的组织特征进行了分析。建立了690合金高温热变形的本构方程和动态再结晶模型。结果表明:690合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,所建立流变应力本构模型的预测值与实验值吻合较好,建立了690合金的动态再结晶模型,为热挤压过程中的组织控制提供理论依据。     

应变速率对TA15钛合金β热变形动态再结晶组织的影响

采用THERMECMASTER-Z型热模拟实验机对TA15钛合金在变形温度1050℃,应变速率0.001s-1～1s-1,真应变0.03～1.2范围内进行了等温恒应变速率压缩实验。结果表明,提高应变速率能够明显细化晶粒,在低应变速率(0.001s-1,0.01s-1)下,提高应变速率对晶粒细化的程度较大;从晶粒细化效果及组织均匀性考虑,较佳的应变速率为0.01s-1。