应变速率循环法构建TC4-DT钛合金本构方程

采用应变速率循环法在超塑拉伸机上对TC4-DT钛合金进行三组高温超塑性拉伸实验,变形温度为850~890℃,应变速率为3.3×10-5~3.3×10-3s-1。通过对拉伸实验数据的分析计算出TC4-DT钛合金动态再结晶激活能,并利用Arrhenius模型构建TC4-DT高温条件下的超塑性本构方程。结果表明:TC4-DT钛合金的流动应力对变形温度较为敏感,随着温度的升高,流变应力逐渐减小,软化机制愈发明显,870℃附近的超塑性较好,伸长率达到554%。     

TC4-DT合金的超塑性变形及其本构方程

采用CMT4104电子万能拉伸试验机分别进行温度为870℃,应变速率为3.3×10-4s-1的恒应变速率和温度为850~890℃,应变速率为3.3×10-5~3.3×10-3s-1的应变速率循环法超塑性拉伸实验。结果表明:在变形过程中存在动态回复与动态再结晶现象,并采用Avrami方程描述了动态再结晶动力学行为;基于应变速率循环法获得了TC4-DT合金的本构模型,再通过1stopt软件加以回归拟合,得到较为精确的TC4-DT合金超塑性变形本构方程。     

TC4-DT合金改锻工艺及超塑性变形行为

为研究TC4-DT钛合金的细化机理与超塑性变形行为,采用三维镦拔形变热处理改锻工艺对供货态的TC4-DT合金进行细晶化处理,并在电子拉伸实验机上采用最大m值法对细晶化和供应态的TC4-DT进行拉伸实验。结果表明,采用三维镦拔工艺可简单有效的细化TC4-DT合金的原始组织,平均晶粒尺寸由原始组织的70μm细化至15μm;在变形温度850℃⁹00℃、最大m值法的试验条件下,处理后的TC4-DT合金均表现出比供货态超塑性能好,最佳变形温度为870℃,最大延伸率可达到1233%。