本文選題：TC4鈦合金 + 多向鍛造��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：TC4鈦合金是目前應(yīng)用最廣泛、用量最多的一種兩相鈦合金。兩相鈦合金因合金成分、變形和熱處理工藝過(guò)程的不同,其組織形貌、晶粒尺寸和結(jié)構(gòu)會(huì)存在差異,采用適當(dāng)?shù)臒嶙冃喂に嚳梢允购辖鸬娘@微組織形態(tài)發(fā)生變化。多向鍛造技術(shù)是大塑性變形的一種代表性工藝,在多向鍛造變形中鍛造方向不斷的發(fā)生改變,使試樣的三個(gè)軸向不斷的被壓縮和拉長(zhǎng),以達(dá)到改善合金顯微組織的目的。本文采用有限元模擬和物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,利用有限元模擬的方法對(duì)TC4鈦合金多向鍛造的變形行為和變形規(guī)律進(jìn)行揭示和研究。在變形溫度為700℃、應(yīng)變速率為0.001s-1的條件下,在Gleeble-3500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行多向鍛造實(shí)驗(yàn),并結(jié)合現(xiàn)代測(cè)試分析手段研究了合金顯微組織的演變規(guī)律。利用Deform-3D有限元數(shù)值模擬軟件,分析合金多向鍛造過(guò)程中的損傷值、最大主應(yīng)力、等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和變形載荷的變化,揭示了變形溫度、變形速率和鍛造工步對(duì)多向鍛造變形的影響。模擬結(jié)果表明:降低變形速率和提高變形溫度有利于變形后合金損傷值的降低。提高變形速率和降低變形溫度會(huì)導(dǎo)致變形后合金最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力的增加。變形速率的增加、變形溫度的降低以及鍛造工步的增加會(huì)導(dǎo)致變形后合金的等效應(yīng)變值增大。平行于壓縮軸和垂直于壓縮軸方向上各點(diǎn)的最大主應(yīng)力和等效應(yīng)變分布都存在差異,合金變形不均勻。變形載荷的變化規(guī)律是變形溫度和變形速率共同作用的結(jié)果,可以通過(guò)降低變形速率和提高變形溫度的方法適當(dāng)降低變形載荷。物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:第一工步多向鍛造時(shí)的流動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變曲線表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征。第二工步多向鍛造時(shí)的流動(dòng)應(yīng)力先迅速增加然后幾乎保持恒定。第三工步多向鍛造時(shí)的流動(dòng)應(yīng)力一直增大,初始階段增大速率較大,達(dá)到一定變形量后增大速率變小并保持恒定。三工步多向鍛造變形后,合金中心部位片層組織的晶間α相和晶內(nèi)α/β集束均消失,變形后組織發(fā)生轉(zhuǎn)變出現(xiàn)了尺寸較大的片狀α相,原始組織中的晶內(nèi)β板條斷裂成不同長(zhǎng)度的小板條。越靠近邊緣部位處合金發(fā)生轉(zhuǎn)變的程度越小,晶界處會(huì)優(yōu)先發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。通過(guò)高倍掃描組織觀察,原始片層組織變形后出現(xiàn)了彎折和斷裂的現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)了等軸α晶粒。片層組織TC4鈦合金組織球化過(guò)程為:熱變形導(dǎo)致片層彎折或受局部剪切應(yīng)力作用而形成亞晶界,會(huì)使片層表面出現(xiàn)凹槽;由于β相的擴(kuò)散使β相楔入α片層內(nèi)導(dǎo)致大片層斷裂分離成小片層;小片層的界面發(fā)生擴(kuò)散遷移,使表面能最小,形成等軸組織。
[Abstract]:TC4 titanium alloy is one of the most widely used and used two-phase titanium alloys. The microstructure, grain size and structure of the two-phase titanium alloy are different due to the different alloy composition, deformation and heat treatment process. The microstructure and morphology of the alloy can be changed by proper hot deformation process. Multi-direction forging technology is a representative process of large plastic deformation. The forging direction is constantly changed in multi-direction forging deformation, so that the three axial direction of the specimen is continuously compressed and elongated, in order to improve the microstructure of the alloy. In this paper, the deformation behavior and deformation law of TC4 titanium alloy in multidirectional forging are revealed and studied by means of finite element simulation and physical experiment. Under the condition of deformation temperature of 700 鈩，

本文編號(hào)：1829683