高斯回归过程学习方法在TC4流变应力预测中的应用

为研究TC4钛合金的力学性能,借助Gleeble-1500D热模拟机,在等温、等速率条件下,对Ti-6Al-4V合金进行压缩。为进一步分析实验结果,将非线性建模方法高斯回归过程(GP)应用于TC4流变应力的预测,并提出相应的模型。实例研究表明,借助MATLAB语言编制程序,预测流变应力的高斯回归过程学习方法是科学、可行的,其绝对误差为0.91MPa,相对误差为4.84%,与ANN模型相比,预测精度更高,而且简单实用,为TC4热变形工艺的制定提供参考依据。     

TA32钛合金超塑性变形行为及本构模型研究

通过单向拉伸实验研究了TA32钛合金在温度880~940 ℃、初始应变速率5×10-4~1×10-2 s-1条件下的超塑性变形行为和微观组织演变,构建了修正Johnson-Cook本构模型和BP神经网络本构模型。结果表明,TA32钛合金的流动应力与断后伸长率对温度和应变速率敏感,应变速率敏感性指数随应变量增加而减小,随温度升高而增大。温度升高和变形程度增大促进了α→β相转变和两相晶粒长大,应变速率降低使得两相晶粒有所长大。β相晶粒形貌随变形条件改变有显著变化,α相晶粒则保持等轴状。TA32钛合金的超塑性断裂模式为孔洞生长扩展导致的微孔聚集性断裂。相较于修正Johnson-Cook本构模型,BP神经网络本构模型在大范围变形条件下的预测精度更高。     

SPZ钛合金超塑性变形后的微观组织研究

研究了SPZ钛合金的超塑性变形及其变形前后的显微组织。研究结果表明,大塑性变形后,SPZ合金轧棒组织为利于超塑性的细小均匀的等轴组织。SPZ合金在740℃～800℃之间具有超塑性,在760℃,初始应变速率为1.11×10~(-3)s~(-1)时,合金的最大超塑延伸率可达2149％；应变速率为1.11×10.~(-2)s~(-1)时,超塑延伸率仍可达1380％。超塑性变形后的晶粒尺寸比变形前粗大,变形温度越高,晶粒长大程度越大。变形前合金的晶粒尺寸为0.89μm；应变速率为2.22×10~(-3)s~(-1)时,在740℃,760℃,780℃变形后晶粒尺寸分别为1.51μm,2.33μm,3.21μm。SPZ合金超塑性变形的微观机制足以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起协调作用。合金超塑性变形与类流态的关系还有待深入研究。     

超塑性钛合金的研究进展

简要介绍了国内外对α、α β、β钛合金以及金属基复合材料的超塑性研究，并介绍了合金的晶粒尺寸、微量元素氢对钛合金超塑性的影响。结果表明，细化晶粒后，合金的超塑性能得到很大提高，表现在超塑形变温度降低100℃以上，应变速率提高1～2个数量级。晶界扩散控制晶界滑动是低温超塑行为的主要机理。氢含量低时，合金的伸长率与原始合金板材的接近，氢的添加可使合金超塑性温度降低。另外还给出一些超塑性钛合金的应用情况。最后指出未来研究方向重点为先进材料超塑性的研究、低温高速超塑性的研究以及非理想超塑材料的超塑性变形规律的研究。     

钛合金粉末在热等静压过程中的塑性变形规律性

粉末材料的热等静压过程在一系列成形工艺中占有特殊地位，这是因为粉末材料的压缩与变形是靠均匀的外界压力实现的，而不是靠通常的要移动工作器具来实现． 如果在大多数典型的金属压力加工过程中决定变形抗力大小的仅仅是受力条件，那么在热等静压时决定它的既有最终热力参数的加荷轨迹，也有材料在压缩与变形下的流变力学． 在粉末材料热等静压过程中金属加工的主要任务是：把粉末材料压缩至无孔状态；使被压材料形成给定的粒度与相组织；制取给定形状与尺寸的零件或压坯． 在此，工艺操作的主要因素有：热等静压工艺参数（压力、温度、…     

TC6,TC11钛合金的超塑性试验

钛合金在一定温度范围和应变速率条件下,呈现“超塑性”状态——即可以在特定温度下低应力作用能产生巨大变形的特性,且降低应变速度时能降低变形应力。本文研究了温度、速度和试验环境对TC6、TC11二种牌号钛合金超塑性影响。结果是温度、速度和试验环境对钛合金超塑性有很大影响。     

Superplastic Behaviour and Microstructural Evolution in Stepped Tensile Deformation of Titanium Alloy

The effect of stepped tensile deformation at 850, 900, 950 °C on the elongation, microstructure, and mechanical characteristics of titanium alloy has been investigated. The stepped uniaxial tension (stepped-UT) was composed of the following three steps in sequence: constant speed tension, clearance stage, and maximum m superplasticity tension (MaxmSPT). Results showed that the maximum elongation of TC6 alloy between 850 and 950 °C through the Stepped-UT was 2053%, in which the first engineering strain of constant speed tension was 2.0, the following clearance time was 15 min, and the MaxmSPT was finally carried on until failure. And the optimal elongations obtained by the MaxmSPT and constant speed tensile method were 1347 and 753.9% at 850 °C, respectively. The true stress-strain curves showed the strain rate sensitivity index m of the alloy in the stepped-UT was higher than the one in the single step of the MaxmSPT. Moreover, the microstructure of TC6 alloys in the stepped superplastic deformation was observed and the grain refinement was found. The grain refinement and true stress-strain curves of TC6 alloys were all affected by preplanned engineering strain and temperatures. The results also showed the joint action of the dynamic recrystallization and static or meta-dynamic recrystallization refined the grains, improved the structure property, and induced the plasticity enhancement.     

TB8钛合金超塑性拉伸变形流变行为与本构方程

在电子万能拉伸试验机上对TB8钛合金进行了恒应变速率超塑性拉伸试验(变形温度为720~880℃,应变速率为0.000 1~0.01s~(-1)),研究了拉伸流变行为,计算了超塑性拉伸变形激活能和相应的应力指数,建立了TB8钛合金应力-应变本构模型。结果表明,在同一应变速率下,流变应力随变形温度的增加而减少,同一变形温度下,流变应力随应变速率的增加而增加。在变形温度为840℃,应变速率为10~(-4) s~(-1),合金的伸长率最大,为356%;超塑性拉伸变形激活能和应力指数分别为251.25kJ/mol、2.389 5。     

铸造过程中高温钛合金Ti-1100变形的有限元分析

采用ANSYS有限元软件对Ti-1100钛合金框架结构铸件在铸造过程的变形、应力和温度场进行了模拟研究。在模拟的初始阶段,将石墨型壳设置为RIGID模型,之后设置为VACANT模型。结果表明,框架结构铸件的内部和上部温度较低,而较高的温度分布在下部浇道位置;铸件发生弯曲变形的位置为两侧尖部,方向为y轴负方向;应力集中出现在铸件的内部结构转角处。将模拟结果和实验结果对比,二者能够吻合良好,说明了模拟的正确性。     

钛合金超塑性的影响因素研究

研究了钛合金超塑性的影响因素(晶粒尺寸、变形温度和应变速率),并综述了在不同影响因素下该合金的超塑性变形行为.     

Grain Boundary Character Distribution of TLM Titanium Alloy During Deformation

The grain boundary character distribution of TLM titanium alloy (with a nominal chemical composition of Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb) was studied under the deformation condition with different strain rates and compression reductions. The experimental results showed that the evolution and character distribution of grain boundaries structure during deformation were both related to grain boundary coupling, sliding, migration, and the grain rotating in nature. In TLM titanium alloy, the type of grain boundaries under different deformation condition included high-angle boundaries, low-angle boundaries, and the CSL boundaries of Σ3, Σ13, Σ29, and Σ39. Under the strain rate of 1 s^?1, the numbers of grain boundaries with misorientation angle of 3°, 30°, and 60° all decreased obviously with the increasing compression reduction to 4.5%, comparing to those obtained under the strain rate of 0.001 s^?1. Under the strain rate of 1 s^?1, the numbers of Σ29 boundaries greatly increased with the compression reductions of 3 to 4.5% comparing to those obtained under the strain rate of 0.001 s^?1, and the numbers of Σ3 boundaries increased firstly and then stabilized with the compression reduction increasing from 0 to 4%, while the numbers of Σ39 boundaries decreased with the compression reduction increasing to 4.5%.     

热变形过程中TC21钛合金的微观组织演变

研究了TC21钛合金在不同应变速率和变形温度下的微观组织变化。结果表明,应变速率相对较低或者变形温度相对较低时,TC21钛合金才可以发生再结晶现象。     

钛合金激光焊接接头超塑变形组织演变表征

研究了超塑性变形过程中TC4钛合金激光焊接接头各区域显微组织演变规律,并对相关参数进行表征。结果表明,随着超塑性变形的进行,接头内针状马氏体组织发生α′→α+β相变,同时针状组织长大为片层,接头各区域显微组织逐渐均匀化,促进超塑性变形的进行;随着变形的进行,等轴化率逐渐升高;随着变形温度的升高或初始应变速率的降低等轴化率逐渐上升,促进焊缝超塑性变形的进行。提出采用平均晶粒尺寸来表征热影响区组织的转变程度。随着变形的进行,平均晶粒尺寸逐渐增大,随变形温度的升高或初始应变速率的降低平均晶粒尺寸减小,这有利于接头组织的均匀化。     

Fe_3Al基合金超塑性变形过程中位错结构的演化

利用ＴＥＭ研究了Ｆｅ_３Ａｌ基合金超塑性变形过程中位错结构的变化。发现变形后晶内位错密度显著降低，且试样变形部位与柄部的泣错结构及密度有较大差异。位错滑动在Ｆｅ_３Ａｌ超塑性变形中起重要作用。     

Fe_3Al－Ti超塑性变形过程中晶粒形态演化规律

对Ｆｅ_３Ａｌ－Ｔｉ合金超塑性变形中不同应变量下的晶粒形态进行了研究。发现Ｆｅ_３Ａｌ－Ｔｉ超塑性行为与连续再结晶有关，随变形量增大，晶粒逐渐细化，但晶粒形状变化不大，并沿拉伸方向有所伸长。ＴＥＭ分析表明，晶粒细化过程与超塑性过程中亚晶界向大角晶界的演化有关。本文对Ｆｅ３Ａｌ－Ｔｉ合会超塑性变形机理进行了初步的探讨。