论文部分内容阅读
钛合金凭借独有的特性,在航空航天,石油能源,生物医用等领域的起着重要作用。由于钛合金加工困难且成本较高,导致了与钛相关的产品价格居高不下。1970年半固态成形技术被提出以来,已经在镁铝及其合金中迅速发展,钢铁材料也在探索中。而钛铜合金中,除课题组等研究了Ti14,Ti230合金的半固态变形行为及力学性能之外,其他人很少涉及。因此,开展Ti-7Cu合金的半固态变形技术的研究,为钛合金半固态成形技术提供了理论基础和科学依据。本文以铸态Ti-7Cu合金为研究对象,在热模拟试验机(Gleeble3500)上进行了不同工艺参数条件的半固态变形试验,变形温度为:1223K,1273K,1373K,1473K。变形速率为:0.005s-1,0.05s-1,0.5s-1,5s-1。变形程度均为50%。通过获得不同工艺参数条件的应力应变曲线,分析了合金的半固态变形行为,建立了合金在1223K-1473K区间的本构方程,计算了不同参数下合金的变形激活能,结合不同半固态温度,变形速率下的变形组织,探讨了合金的变形机制。通过绘制合金不同应变下的热加工图,确定了合金的加工安全区和加工危险区。Ti-7Cu合金的半固态变形试验结果表明:半固态变形过程中,Ti-7Cu合金的流变应力有变形温度和变形速率的敏感性;流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小,随温度的降低和应变速率的升高而增大,在0.5s-1-5s-1范围内,流变应力增幅最大;在1223K-1473K区间内建立的本构方程,较好的符合Arrhenius双曲正弦关系;变形激活能的大小主要由变形温度和流变应力的共同决定;当温度高于1273K时,合金晶界处逐步析出液相,变形机制由固相粒子塑性变形(PDS)转变为固相粒子滑移(SS)或者固液相混合流动机理(FLS),当温度升高至1323K-1373K,变形机制发生了较大的变化;不同变形参数下,各个变形机理所占比例不尽相同;通过合金的热加工图,确定出了温度在(1543K-1598K),应变速率在(0.0025s-1-10s-1)区域会发生动态再结晶,属于加工安全区域。温度为(1498K-1583K),应变速率为(10s-1-100s-1)属于加工失稳区,温度为(1473K-1543K),应变速率为(3×10-5s-1-10-3s-1)和温度(1643K-1773K),应变速率为(3×10-5s-1-3×10-4s-1)的区域容易出现超塑性或开裂现象。