本文關鍵詞：TC21鈦合金熱變形組織控制及模擬研究

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【摘要】：TC21鈦合金是一種在航空上有重要應用的合金。本文以片層組織TC21鈦合金為研究對象,將DMM加工圖技術和有限元方法結合起來,模擬和預測了TC21鈦合金熱壓縮過程中的失穩(wěn)變形組織和動態(tài)再結晶變形組織(球化)在不同變形條件下的發(fā)展和變化過程,并建立了該合金的動態(tài)再結晶臨界條件模型。該方法對實際鍛造過程中優(yōu)化熱加工工藝參數(shù),得到性能良好的鍛件具有一定的實際指導價值。利用TC21鈦合金熱壓縮實驗數(shù)據(jù),基于Murty失穩(wěn)判據(jù)建立失穩(wěn)圖,確定出失穩(wěn)變形組織的熱變形參數(shù)邊界條件。將該邊界條件與有限元軟件Deform-3D相結合,進行二次開發(fā),模擬和預測了在溫度為820℃、應變速率為0.001s-1~0.1s-1的變形條件下熱壓縮過程中失穩(wěn)變形組織的產(chǎn)生和變化,并分析了壓縮時試樣內(nèi)部的熱變形參數(shù)分布情況。結果表明:在變形條件820℃、0.001s-1時,試樣在整個壓縮過程中均處于穩(wěn)定變形狀態(tài);在變形條件820℃、0.01s-1和820℃、1s-1時得到的是失穩(wěn)變形組織。微觀組織觀察表明,模擬結果與實驗結果得到了較好的吻合。這說明僅利用失穩(wěn)圖獲得的失穩(wěn)變形區(qū)或穩(wěn)定變形區(qū)不能直接用于指導實際生產(chǎn),特別在熱變形參數(shù)邊界條件附近的穩(wěn)定區(qū)容易產(chǎn)生失穩(wěn)變形組織。利用TC21鈦合金熱壓縮實驗數(shù)據(jù),繪制出不同變形條件的功率耗散圖并建立了動態(tài)再結晶臨界應變條件模型。將該模型和基于功率耗散圖所確定的動態(tài)再結晶變形組織熱變形參數(shù)邊界條件與有限元軟件Deform-3D結合起來,進行二次開發(fā),對變形條件為溫度880℃、應變速率0.01s-1~1s-1時的熱壓縮過程中動態(tài)再結晶變形組織的演變行為進行模擬和預測,并分析了壓縮時試樣內(nèi)部的熱變形參數(shù)分布的規(guī)律。結果表明:在變形條件為880℃、0.01s-1時,壓縮得到的是動態(tài)再結晶變形組織;在變形條件為880℃、0.1s-1和880℃、1s-1時,壓縮得到的是非動態(tài)再結晶變形組織。雖然位于動態(tài)再結晶變形組織熱變形參數(shù)邊界條件之外的變形條件(880℃、0.1s-1)在壓縮初期發(fā)生了動態(tài)再結晶(球化)現(xiàn)象,但至壓縮結束時,試樣主要表現(xiàn)為非動態(tài)再結晶(球化)變形組織。顯微組織觀察結果驗證了該模擬的可靠性。
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.23

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本文編號：1191013