發(fā)布時(shí)間：2017-11-15 20:12

  本文關(guān)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(yīng)用的合金。本文以片層組織TC21鈦合金為研究對(duì)象,將DMM加工圖技術(shù)和有限元方法結(jié)合起來,模擬和預(yù)測(cè)了TC21鈦合金熱壓縮過程中的失穩(wěn)變形組織和動(dòng)態(tài)再結(jié)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(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件模型。該方法對(duì)實(shí)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(shí)際指導(dǎo)價(jià)值。利用TC21鈦合金熱壓縮實(shí)驗(yàn)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(jié)合,進(jìn)行二次開發(fā),模擬和預(yù)測(cè)了在溫度為820℃、應(yīng)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(shí)試樣內(nèi)部的熱變形參數(shù)分布情況。結(jié)果表明:在變形條件820℃、0.001s-1時(shí),試樣在整個(gè)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(shí)得到的是失穩(wěn)變形組織。微觀組織觀察表明,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dǎo)實(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制出不同變形條件的功率耗散圖并建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變條件模型。將該模型和基于功率耗散圖所確定的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變形組織熱變形參數(shù)邊界條件與有限元軟件Deform-3D結(jié)合起來,進(jìn)行二次開發(fā),對(duì)變形條件為溫度880℃、應(yīng)變速率0.01s-1~1s-1時(shí)的熱壓縮過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變形組織的演變行為進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè),并分析了壓縮時(shí)試樣內(nèi)部的熱變形參數(shù)分布的規(guī)律。結(jié)果表明:在變形條件為880℃、0.01s-1時(shí),壓縮得到的是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變形組織;在變形條件為880℃、0.1s-1和880℃、1s-1時(shí),壓縮得到的是非動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變形組織。雖然位于動(dòng)態(tài)再結(jié)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(dòng)態(tài)再結(jié)晶(球化)現(xiàn)象,但至壓縮結(jié)束時(shí),試樣主要表現(xiàn)為非動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(球化)變形組織。顯微組織觀察結(jié)果驗(yàn)證了該模擬的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.23

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2 張鴻冰,張斌,柳建韜;鋼中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶力學(xué)測(cè)定及其數(shù)學(xué)模型[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年07期

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本文編號(hào)：1191013