鈦合金因具有密度小、比強(qiáng)度高、抗腐蝕和耐高溫好等優(yōu)點(diǎn),成為航空、航天、船舶領(lǐng)域的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料并廣泛應(yīng)用。由于鈦合金變形抗力大、導(dǎo)熱性差,對大型復(fù)雜的鈦合金構(gòu)件,常規(guī)成形方法成形困難。因此,超塑性成形技術(shù)是解決鈦合金復(fù)雜構(gòu)件成形困難的有效途徑。本文通過對熱軋態(tài)TC4鈦合金在α+β兩相區(qū)溫度800℃⁹50℃、應(yīng)變速率0.001 s-1¹0 s-1范圍進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn),研究了熱變形參數(shù)對熱軋態(tài)TC4合金流動應(yīng)力的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)條件下TC4合金的平均熱變形表觀激活能為403k J/mol,建立了考慮應(yīng)變參數(shù)的熱軋TC4鈦合金Arrhenius本構(gòu)模型和動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型。利用加工圖技術(shù)對熱軋態(tài)TC4合金α+β兩相區(qū)的熱加工性能進(jìn)行預(yù)測,優(yōu)化了其熱加工工藝參數(shù)范圍。熱軋TC4合金較佳的加工區(qū)域?yàn)?溫度830℃⁸80℃、應(yīng)變速率0.001 s-1⁰.01 s-1;此時(shí)微觀組織中片狀α相發(fā)生了較大程度的等軸化;預(yù)測的適宜加工區(qū)域?yàn)?溫度800℃⁸30℃、應(yīng)變速率0.001s-1...

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 鈦合金概況
    1.2 鈦合金變形行為研究現(xiàn)狀及待解決的問題
        1.2.1 鈦合金熱變形行為
            1.2.1.1 鈦合金片層組織的等軸化
            1.2.1.2 鈦合金熱變形本構(gòu)模型
        1.2.2 鈦合金晶粒細(xì)化技術(shù)
        1.2.3 鈦合金超塑性變形行為
    1.3 本文的選題背景與意義
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 熱軋態(tài)TC4鈦合金兩相區(qū)塑性變形行為
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.3 熱軋態(tài)TC4鈦合金壓縮變形力學(xué)特征
        2.3.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線
        2.3.2 流動軟化行為
    2.4 熱軋態(tài)TC4鈦合金的熱變形表觀激活能
    2.5 熱軋TC4鈦合金本構(gòu)關(guān)系的建立
    2.6 微觀組織演變
        2.6.1 應(yīng)變速率對動態(tài)再結(jié)晶的影響
        2.6.2 變形溫度對動態(tài)再結(jié)晶的影響
        2.6.3 應(yīng)變對動態(tài)再結(jié)晶的影響
    2.7 小結(jié)
第3章 基于加工圖技術(shù)的熱軋TC4鈦合金塑性變形分析
    3.1 引言
    3.2 加工圖技術(shù)理論基礎(chǔ)
        3.2.1 動態(tài)材料模型
        3.2.2 塑性流動失穩(wěn)準(zhǔn)則
            3.2.2.1 Prasad失穩(wěn)準(zhǔn)則
            3.2.2.2 Murty失穩(wěn)準(zhǔn)則
    3.3 基于Prasad準(zhǔn)則的TC4鈦合金的加工工藝優(yōu)化
        3.3.1 基于Prasad準(zhǔn)則的加工圖制作
        3.3.2 加工圖分析及變形工藝優(yōu)化
            3.3.2.1 變形失穩(wěn)區(qū)
            3.3.2.2 變形穩(wěn)定區(qū)
    3.4 基于Murty準(zhǔn)則的TC4鈦合金的加工工藝優(yōu)化
        3.4.1 基于murty準(zhǔn)則的加工圖制作
        3.4.2 加工圖分析及變形工藝優(yōu)化
    3.5 加工圖不同區(qū)域塑性變形機(jī)理分析
        3.5.1 動態(tài)再結(jié)晶
        3.5.2 流動失穩(wěn)
        3.5.3 絕熱剪切帶
    3.6 小結(jié)
第4章 多道次軋制TC4鈦合金組織與性能分析
    4.1 引言
    4.2 多道次軋制工藝方案
    4.3 多道次軋制工藝對TC4鈦合金微觀組織的影響
        4.3.1 多道次軋制工藝對M態(tài)TC4鈦合金微觀組織的影響
        4.3.2 多道次軋制對WQ態(tài)TC4鈦合金微觀組織的影響
        4.3.3 多道次軋制對AC態(tài)TC4鈦合金微觀組織的影響
    4.4 多道次軋制工藝對TC4鈦合金力學(xué)性能的影響
    4.5 多道次軋制TC4鈦合金晶粒細(xì)化機(jī)理
    4.6 小結(jié)
第5章 多道次軋制TC4鈦合金超塑性變形行為
    5.1 引言
    5.2 超塑性拉伸實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 多道次軋制TC4鈦合金的超塑性性能
        5.3.1 M態(tài)TC4鈦合金多道次軋制板材的超塑性
        5.3.2 AC態(tài)TC4鈦合金多道次軋制板材的超塑性
        5.3.3 WQ態(tài)TC4鈦合金多道次軋制板材的超塑性
    5.4 變形參數(shù)對超塑性的影響
        5.4.1 軋制溫度對超塑性的影響
        5.4.2 拉伸溫度對超塑性的影響
        5.4.3 拉伸應(yīng)變速率對超塑性的影響
    5.5 超塑性變形應(yīng)力-應(yīng)變曲線
    5.6 超塑性變形過程的微觀組織演變
    5.7 小結(jié)
第6章 多道次軋制TC4鈦合金低溫超塑性變形機(jī)理
    6.1 引言
    6.2 超塑性拉伸實(shí)驗(yàn)方案
    6.3 超塑性力學(xué)行為
        6.3.1 超塑性延伸率
        6.3.2 應(yīng)力應(yīng)變曲線
        6.3.3 應(yīng)變速率敏感性系數(shù)和變形表觀激活能
    6.4 超塑性變形過程的微觀組織演變
        6.4.1 多道次軋制對微觀組織的影響
        6.4.2 試樣斷口附近的微觀組織演變
        6.4.3 試樣不同位置的微觀組織演變
    6.5 多道次軋制TC4合金超塑性提高的原因分析
    6.6 TC4鈦合金超塑性變形的晶界滑移與位錯(cuò)運(yùn)動
        6.6.1 晶界滑移
        6.6.2 位錯(cuò)運(yùn)動
    6.7 TC4鈦合金超塑性變形過程的空洞與斷裂
        6.7.1 空洞演變
        6.7.2 斷裂機(jī)制
    6.8 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 進(jìn)一步工作的方向
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3963846