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。     

应变速率对TA15钛合金超塑性的影响

采用恒应变速率拉伸方法研究了应变速率对TA15合金超塑性的影响。结果表明,在变形温度为900℃,应变速率为3.3×10-4～1.1×10-2s-1时,随应变速率的降低,伸长率逐渐增大,最大伸长率为1074%。同时,在高应变速率条件下也获得了良好的超塑性能。此外,应力-应变曲线中出现了较长的应变硬化阶段,应变速率越低,应变硬化阶段越长,并且有利于超塑性变形。微观组织观察表明应变速率对TA15合金显微组织演变有着显著的影响,应变速率越低,显微组织粗化越严重。高应变速率条件下,由于动态再结晶的作用,试样变形区出现了很多新的细小等轴α相。     

Ti-5553合金热变形时动态再结晶的临界条件

对Ti-5553合金在变形温度800~860℃、应变速率0.1~10 s~(-1)条件下进行热压缩试验,分析了应力-应变曲线,推导出加工硬化率θ与临界应变ε的关系曲线,应用曲线的拐点判据得到了合金在不同条件下变形发生动态再结晶的临界应变值。应用Sellarsn模型建立了合金发生动态再结晶的临界变形条件。     

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.     

热变形参数对TC11合金微观组织的影响

在Gleebe-1500型热模拟试验机上进行了TC11合金在变形温度1023～1233K、应变速率0.001～10.0s-1、变形程度30％～70％时的热模拟压缩试验.结果表明,在α+β两相区变形时,变形温度对初生α相晶粒尺寸有影响;高应变速率下变形时,在一定的变形温度下合金内部将发生动态再结晶,且随变形程度增大,再结晶温度逐渐降低.同时,应变速率、变形程度和变形温度对合金动态再结晶发生的影响逐渐减小;确定了合金发生动态再结晶的最佳变形参数是在应变速率1.0 s-1附近,变形程度约50％,变形温度1123～1213K.     

不同原始组织TA17钛合金的热变形行为研究

通过热压缩试验研究了不同原始组织的TA17钛合金在温度750~950℃和应变速率0.01~20 s~(-1)范围内的热变形行为,并且分析了原始组织晶粒尺寸对TA17钛合金热变形行为的影响。结果表明,TA17钛合金在750~900℃时的变形机制主要以动态再结晶为主,峰值应变随着温度升高和应变速率的降低而降低;而在900~950℃时以动态回复为主,峰值应变随着温度升高而增大。相同变形参数下,原始晶粒尺寸越小,热变形过程中的流变应力越小,动态再结晶程度越大。减小原始组织晶粒尺寸,可以有效提高TA17钛合金的热加工稳定性,扩大热加工的可加工区间。     

原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响

研究了原始组织结构对压缩变形制备超细晶钛合金的影响。结果表明,具有淬火马氏体组织的TC11合金在650℃,65×10-4/s-1条件下压缩变形应变量达12后,就会获得等轴均匀的亚微米晶组织,平均晶粒尺寸约为021μm;单一的马氏体组织比两相交替分布的片层组织更有利于超细晶的形成,但原始组织结构的差异对最终形成的超细晶组织的晶粒尺寸几乎没有影响。     

热变形参数对TA15再结晶晶粒尺寸的影响

研究了TA15钛合金β区变形时变形量、变形温度、变形速率、冷却速度等参数对再结晶晶粒尺寸Dr的影响,结果表明随变形量增加,晶粒尺寸呈线性下降,且有Dr=kDp(1-ε)的关系;1050℃温度以上随变形温度增加,晶粒尺寸增大;变形速率增加,晶粒尺寸减小;变形后水淬大于空冷的晶粒尺寸.     

TA11钛合金高温变形微观组织演变分析

采用Gleeble-3500热模拟实验机对TA11(Ti-8Al-1Mo-1V)钛合金进行变形温度为880～1010℃、应变速率为0.01～50s-1、变形程度为30%和50%的压缩变形实验,研究其在高温变形条件下的动态再结晶行为。基于定向金相测量,通过回归分析建立了TA11钛合金高温变形时初生α相平均晶粒尺寸、动态再结晶体积分数以及动态再结晶晶粒尺寸模型,模型的计算值与实验值的平均误差小于12%,能较好地描述材料在热加工过程中发生动态再结晶的动力学规律。     

TA15钛合金的热压缩变形性能

在Gleeble 1500热模拟实验机上对TA15(Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)合金进行了恒应变速率热压缩变形实验,温度范围为750-1200℃,应变速率范围为10-3-10 s-1,变形量为60%.测试得到了各种条件下的应力-应变曲线,根据实验结果绘制了ε-θ-σcomp曲线,为热加工工艺的设计提供技术依据.观察试样变形后的组织可知试样不同部位的组织因变形程度不同、应变速率影响温升不均匀而导致不同形貌.     

TA19钛合金高温变形热加工图构建和微观组织演变

利用Gleeble-3500热模拟压缩试验机,在变形温度820～980℃和应变速率0.01～10 s~(-1)的变形条件下,对TA19钛合金进行热模拟压缩试验,并根据动态材料模型(DMM)建立了其热加工图。同时,结合TA19钛合金微观组织分析,揭示了热变形工艺参数影响热加工图的内在原因。结果表明:变形工艺参数与能量耗散率和非稳态区密切相关。应变速率为0.01～1 s~(-1)时,能量耗散率较大,且随着变形温度的升高,能量耗散率先增大后减小,在940℃附近获得最大值。同时,变形失稳区包括2个典型区域,其中I区为(820～900)℃/(0.01～1) s~(-1),II区为(960～980)℃/(1～10) s~(-1)。变形温度为940℃时,较多的等轴α相和较高的再结晶驱动温度使得再结晶程度加强,因此能量耗散率获得最大值。绝热剪切带、片层α相与等轴α相之间的变形不协调以及β晶粒的剧烈长大是TA19钛合金高温变形失稳的主要原因。     

Deformation Mechanism and Microstructure Evolution of TLM Titanium Alloy during Cold and Hot Compression

研究了在应变速率0.001 s-1条件下,TLM钛合金在室温压缩和850 ℃热压缩的形变机理和组织演变规律。实验结果表明：TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下具有不同的形变机理和组织演变规律。在冷压缩过程中,TLM钛合金的形变特征主要是孪生、应力诱发马氏体转变及位错滑移;在850 ℃热压缩过程中,TLM钛合金的形变机理主要是位错滑移、动态回复和动态再结晶。在热压缩过程中,流变应力的软化过程与压缩过程中的动态回复和动态再结晶有关。TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下的抗压缩强度分别为975和40 MPa;相比冷压缩强度,TLM合金在850 ℃条件下的热抗压缩强度降低了96%     

粉末冶金TA15钛合金高温塑性变形加工图

采用Gleeble-1500热模拟机对粉末冶金TA15钛合金进行热压缩试验.基于动态材料模型建立了粉末冶金TA15钛合金在温度850～1050℃,应变速率0.001～10 s-1范围内的加工图,并结合合金变形后的微观组织对加工图进行了解释.结果表明:在T-1000℃/ε=0.001 ～0.01s-1的区域内,功率耗散效率η值大于60％,合金可能发生了大晶超塑性变形.在T=850℃/ε=0.001～0.01 s-1、T=900℃/ε=1～10 s-1、T=950℃/ε=0.01～1 s1和T=1050℃/ε=1～10 s-1区域内η值小于30%,其变形后的试样出现纵向开裂或有粗大的β晶粒.在T=900～950℃/℃/ε=0.001～0.01 s-1、T=950～1000℃/ε=1～10 s-1和T=1000～1050℃/ε=0.01～0.1 s-1区域内为动态再结晶区,η值为30％～60％,出现动态再结晶或回复现象.     

应用加工图技术优化阻燃钛合金高温变形工艺

在热模拟试验机上对铸态和挤压态组织的阻燃钛合金（Ti-35V-15Cr-Si-C）进行了等温恒应变速率热压缩试验,温度范围铸态为900～1200 ℃、挤压态为900～1150 ℃,应变速率范围为10-3～1 s-1,测试了真应力-真应变曲线并对其形成机制进行了分析。基于动态材料模型建立了2种状态合金的热加工图并进行分析。结果表明：铸锭开坯较优的热加工工艺是挤压成形;与铸态合金相比,挤压态合金发生连续动态再结晶的工艺条件范围明显扩大,并且显著抑制了局部塑性流动失稳的发生;由于高温下碳化物溶解而产生的合金基体变脆不能通过工艺方法消除,为了避免表面开裂,热加工应尽量选择变形温度低于1030 ℃进行     

TA15合金的热变形行为及加工图

研究了TA15合金的热模拟压缩实验。结果表明：变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低，变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础，建立的加工图表明：TA15合金高温变形时存在2个非稳定区域，一个是变形温度1300K以上和应变速率10．0s^-1以上的区域，另一个是变形温度1200K以下和应变速率0．006s^-1～1．995s^-1之间的区域。同时，建立的TA15合金高温变形时的流动应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流动应力的影响，模型的计算精度较高。     

TA15钛合金热变形应力应变曲线及本构模型

在变形温度分别为750,800,850,900,950,1000和1050℃,应变速率分别为0.001,0.01,0.1和1s~(-1)的条件下,对TA15钛合金进行了热压缩试验,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响。根据试验结果,计算了变形过程的温升,表明变形热所导致的温升大小与应变速率和应变均成正比,在T=750℃,ε=1s~(-1)的低温高应变速率条件下所产生的温升最大,可以达到122.63℃。基于Sellars-Tegart本构模型,建立了TA15钛合金热变形时的本构模型。     

Inconel625合金高速热变形动态再结晶的临界条件

通过等温热压缩试验获得Inconel625合金在变形温度为1000～1200℃,应变速率为1～80S^-1条件下的真应力-应变曲线,利用加工硬化率,结合lnθ-ε曲线上的拐点判据及-δ（1nθ）／δε-ε曲线上的最小值,来研究Inconel625合金动态再结晶的临界条件。结果表明,在该实验条件下,Inconel625合金的lnθε曲线均出现拐点特征,对应的-δ（lnθ）／δε-ε曲线出现最小值,该最小值处对应的应变即为临界应变;临界应变随应变速率的增大和变形温度的降低而增加,并且临界应变和峰值应变之间有一定的关系,即εc=0．69εp;动态再结晶时临界应变的预测模型可以表示为εc=4．41×10^-4Z^0.14261。     

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。     

TA15钛合金高温热压缩变形行为及热加工图

获得准确的钛合金塑性变形特征和热加工条件,是钛合金挤压、轧制等塑性加工工艺参数选择的重要依据。本实验研究了TA15钛合金在应变速率0.01~20 s~(-1)、变形温度850~1050℃条件下的压缩变形行为、组织特征,采用Arrhenius双曲正弦函数模型推导出了TA15本构方程,基于动态材料模型建立了合金在真应变0.1~0.7时的热加工图。结果表明,在本实验的应变速率和变形温度的条件下进行压缩变形,随着变形温度的升高,合金中的α相逐渐向β相转变;随着应变速率的提高,α相向β相转变的程度逐渐减小。根据热加工图确定了合金的两个热加工安全区域:(1)变形温度950~1050℃、应变速率0.01~0.37 s~(-1);(2)变形温度875~950℃、应变速率1.65~13.5 s~(-1)。