Ti-6Al-4V钛合金热拉伸变形行为与本构方程

在变形温度600℃⁸00℃、应变速率0.01s-1800℃、应变速率0.01s-1⁰.33s-1条件下进行热态单向拉伸试验,研究Ti-6Al-4V钛合金的变形行为,以及变形性能与变形温度、应变速率之间的关系。结果表明,Ti-6Al-4V钛合金在变形过程中呈现两种变形特征,即稳态形与软化形,且随着变形温度的升高、应变速率的降低,流动应力降低,而延伸率则升高;基于Hooke定律和Grosman方程建立的Ti-6Al-4V钛合金热态成形本构方程,在整个变形区间内可以很好的表征材料的变形行为。     

Ti-6Al-4V高强钛合金的热拉深成形

采用模内加热的方式,研究了不同加热温度和工艺条件下0. 8 mm厚Ti-6Al-4V高强钛合金板的拉深成形情况,探讨了不同因素对Ti-6Al-4V高强钛合金薄板的拉深成形影响。结果表明:温度是影响Ti-6Al-4V高强钛合金板拉深成形的关键因素,随着温度的升高,材料的拉深性能提高,在800℃时,极限拉深比达到最大值,较临界拉深温度300℃时的极限拉深比提高了45. 86%,极限拉深尺寸提高了45. 45%;随着温度的升高,拉深件的减薄率降低,厚度更加均匀。此外,压边力、润滑条件和冲压速度的变化对Ti-6Al-4V高强钛合金板的成形情况也具有较大影响。     

Ti-6Al-4V叶片楔横轧制坯热力耦合数值模拟与实验研究

根据叶片特点,提出楔横轧成形Ti-6Al-4V叶片新工艺。首先通过热模拟实验对Ti-6Al-4V钛合金进行热模拟实验,获取Ti-6Al-4V的热变形本构方程,采用有限元软件Deform-3D对其成形过程进行热力耦合数值模拟,分析成形过程中的金属流动、温度以及应力、应变分布规律。结果发现:在Ti-6Al-4V钛合金成形过程中,轧件不同位置的金属流动速度不同,表面点金属流动快,心部点流动慢;从轧件温度的变化趋势来看,在轴向,由轧件中间对称面逐渐向两端减小,在轧件径向,温度从心部到表面逐渐减小;在展宽段3个方向上分别受到1.5,2和5 k N的力,轧制过程中最大轧制力矩为4500 N·m。最后通过H500楔横轧机对Ti-6Al-4V叶片进行了实验验证,表明采用楔横轧工艺预成形Ti-6Al-4V叶片是可行的。     

置氢Ti-6Al-4V钛合金的热压缩变形行为研究

通过热模拟压缩实验,研究了氢对Ti-6Al-4V钛合金热变形行为的影响。结果表明,置氢可以显著降低Ti-6Al-4V钛合金高温压缩时的流动应力,提高Ti-6Al-4V钛合金的热加工变形速率一个数量级以上,并且明显降低了Ti-6Al-4V钛合金的变形温度。在变形温度760℃~800℃范围内,置氢量为0.4wt%的Ti-6Al-4V钛合金的流动应力最小;在变形温度840℃~920℃范围内,置氢量0.2wt%的Ti-6Al-4V钛合金的流动应力最小。同时,置氢前后Ti-6Al-4V钛合金的变形激活能计算结果表明,置氢量为0.4wt%的Ti-6Al-4V钛合金在α+β两相区的变形激活能为208.3kJ/mol,与未置氢Ti-6Al-4V钛合金相比降低了316kJ/mol。     

高强钛合金板材的室温成形

钛板材因其强度高、重量轻、结构刚性好等优点而受到广泛的认可。高强钛合金Ti-6Al-4V不仅可用于航空领域,也是汽车、化工等其它工业领域用结构件的重要候选材料。Ti-6Al-4V合金板材在室温下的可成形性非常有限,成形后的回弹很大,这给传统的冲压和压力成形带来很多问题。尽管高温下,Ti-6Al-4V合金板材的成形极限会有所提高,回弹会     

增材制造Ti-6Al-4V合金组织及疲劳性能研究进展

金属增材制造技术可实现大型复杂钛合金零件的高性能自由实体成形,在航空、航天、动力、能源等领域的应用日益广泛。基于材料成形过程中组织和性能间的密切关系,本文简述了增材制造Ti-6Al-4V合金的沉积态和热处理态组织、织构特征,拉伸和疲劳性能,指出了当前增材制造Ti-6Al-4V合金研究中存在的关键问题,并对增材制造Ti-6Al-4V合金的发展趋势进行了预测。     

细晶粒钛合金GTAW焊缝成形性能分析

通过常规及细晶粒Ti-6Al-4V钛合金的GTAW试验,对比了不同焊接工艺时两种钛合金的焊缝成形.结果表明,由于细晶钛合金晶粒细化,晶界增多,而使热导率降低,焊接过程中晶界对热量传导的阻碍作用变大,这就使得细晶粒钛合金的焊接参数范围变窄,在很大的电流参数范围内,细晶粒钛合金的焊缝成形性能均比常规钛合金差很多;但是在一个较窄的电流变化围内,细晶钛合金的焊缝成形性能优于常规钛合金,超出此范围,成形较差;并讨论了可能的影响因素;针对文中的试件规格推荐了一个最优的焊接电流参数为47～48 A.

Abstract：

Fine grain titanium alloy is used extensively in aerospace and ailrraft because of its excellent comprehensive properties and outstanding machinability. Fine grain Ti-6Al-4V alloy and common grain Ti-6Al-4V alloy were welded by tungsten iner-gas arc welding( GTAW) respectively. Welding parameters and appearance of two Ti-6Al-4V alloys welded were investigated. The results indicate that the heat conductivity impediment of grain boundary strengthened because of fine grain Ti-6Al-4V alloy grains refinement and grain boundary increasing. Thus, its coefficient of heat conductivity is decreasing . Camparing with appearance of common grain Ti-6Al-4V alloy, when the range of welding current parameter was wide, the appearance of fine grain Ti-6Al-4V alloy was bad. However, when the range of welding current parameters was narrow relatively, the appearance of fine grain Ti-6Al-4V alloy welded was better than the one of common grain Ti-6Al-4V alloy. The possible influencing factors were discussed. At last, according to the specimen size, an optimal welding current parameter(47 ～ 48) A was recommended.     

TI-6Al-4V钛合金电子束焊接有限元分析

采用有限元方法模拟分析了厚6 mm的Ti-6Al-4V钛合金电子束焊接过程,计算研究了瞬态温度场的分布特点、规律及特征点的温度变化历程,在准确计算焊接温度场的基础上通过热-应力顺序耦合,模拟计算了Ti-6Al-4V钛合金电子束焊接头的应力场的分布特征.结果表明:模拟计算的焊缝形貌与实际焊接试验所得基本吻合,焊接温度场整...     

Ti-6Al-4V热变形行为及利用多项耦合进行本构关系修正

采用热模拟试验机对钛合金Ti-6Al-4V进行高温压缩试验,研究其在850~1100 ℃温度下,0.001~0.1 s?1应变速率的流动应力行为。结果表明:钛合金Ti-6Al-4V具有应变速率、温度敏感性;随着温度的升高和应变速率的减小,流动应力逐渐降低,加工硬化速率与动态软化速率达到动态平衡。通过分析工艺参数对材料参数的影响,发现合金的材料参数(N、A、Q)随变形条件的变化而变化。在传统双曲正弦函数型Arrhenius方程的基础上提出一种考虑应变速率、温度和应变耦合修正的双曲正弦本构方程,并用相关系数R和平均相对误差(AARE)来评价所建立的本构模型的准确性,定量分析结果表明,修正的本构方程能够较准确地预测钛合金Ti-6Al-4V的流动应力。     

日本研制的两种钛合金

日本钢管公司研制成功两种钛合金，即超塑性成形的SP-700和冷成形的CF-800。两种钛合金的突出特点是具有良好的可加工性。Ti-6Al-4V合金只有在大约900℃的温度时才达到超塑性，而SP-700合金在775℃时就呈现超塑性，其延伸率可达200%，室温强度比Ti-6Al-4V合金高出10%~20%。CF-8