發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 04:24

  本文關(guān)鍵詞：TC21鈦合金熱態(tài)變形行為及加工圖

  更多相關(guān)文章： TC21鈦合金 熱變形行為 本構(gòu)方程 加工圖 微觀組織

【摘要】：TC21鈦合金作為新型的損傷容限鈦合金,具有高強(qiáng)度、高斷裂韌性和低裂紋擴(kuò)張速率等特點(diǎn),是應(yīng)用于航空領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料。本文以片狀組織TC21鈦合金為研究對(duì)象,在應(yīng)變速率0.001s-1~10s-1、變形溫度760℃~920℃范圍內(nèi)進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率熱壓縮實(shí)驗(yàn),分析了該合金在不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,建立了高溫變形本構(gòu)方程;繪制出TC21鈦合金加工圖,優(yōu)化了熱加工工藝參數(shù)。這對(duì)制定TC21鈦合金熱加工工藝規(guī)范具有一定的指導(dǎo)意義。TC21鈦合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線總體呈應(yīng)變軟化型,流動(dòng)應(yīng)力隨應(yīng)變速率的降低和變形溫度的升高而減小,對(duì)應(yīng)變速率和變形溫度都較敏感,且在不同的應(yīng)變速率和變形溫度范圍其敏感性不同,在高應(yīng)變速率時(shí)的敏感性大于低應(yīng)變速率時(shí)的敏感性。通過(guò)檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)Arrhenius方程對(duì)TC21鈦合金的適用性較差,鑒于此,本文提出了TC21鈦合金高溫變形本構(gòu)模型,并進(jìn)行多元線性回歸獲得了模型系數(shù)。誤差分析表明,該本構(gòu)方程具有較高的精度,計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的平均相對(duì)誤差為7.64%,能較好地描述TC21鈦合金在高溫變形過(guò)程中的流動(dòng)行為。分別基于Prasad、Murty和Malas準(zhǔn)則建立TC21鈦合金加工圖,結(jié)合微觀組織觀察,發(fā)現(xiàn)對(duì)于這三個(gè)準(zhǔn)則,Murty準(zhǔn)則比Prasad準(zhǔn)則和Malas準(zhǔn)則的預(yù)測(cè)更為可靠。根據(jù)基于Murty準(zhǔn)則的加工圖結(jié)合組織觀察得到流動(dòng)失穩(wěn)區(qū)為:變形溫度760℃~780℃、應(yīng)變速率0.008s-1~10 s-1,變形溫度780℃~810℃、應(yīng)變速率0.03s-1~10s-1和變形溫度810℃~850℃、應(yīng)變速率0.1s-1~10s-1,在這些區(qū)域主要的失穩(wěn)現(xiàn)象有45°宏觀剪切裂紋、絕熱剪切帶和局部流動(dòng);得到較佳加工區(qū)熱變形參數(shù)范圍為:變形溫度860℃~910℃、應(yīng)變速率4s-1~10s-1和變形溫度855℃~913℃、應(yīng)變速率0.001s-1~0.008s-1,這些區(qū)域的微觀組織為部分片狀?的等軸化及扭折,對(duì)應(yīng)過(guò)渡的變形機(jī)制;得到最佳加工區(qū)熱變形參數(shù)范圍為:變形溫度875℃~895℃、應(yīng)變速率7s-1~10s-1和變形溫度880℃~910℃、應(yīng)變速率在0.001s-1附近,這些區(qū)域?qū)?yīng)的變形機(jī)制為片狀?相的等軸化。
【關(guān)鍵詞】：TC21鈦合金 熱變形行為 本構(gòu)方程 加工圖 微觀組織
【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】：2015
【分類號(hào)】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 鈦合金簡(jiǎn)介8-13
• 1.1.1 鈦合金的分類及特點(diǎn)8-9
• 1.1.2 鈦合金的微觀組織與性能9-11
• 1.1.3 鈦合金的應(yīng)用及研發(fā)方向11-13
• 1.1.3.1 鈦合金的應(yīng)用11
• 1.1.3.2 新型鈦合金的研發(fā)方向11-13
• 1.2 TC21鈦合金及其研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 鈦合金加工圖研究進(jìn)展及應(yīng)用14-16
• 1.4 本文研究目的及研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法17-19
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法17-18
• 2.3 組織觀察與分析18-19
• 第三章 TC21鈦合金流動(dòng)應(yīng)力曲線及本構(gòu)方程19-32
• 3.1 引言19-20
• 3.2 TC21鈦合金流動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線20-23
• 3.2.1 變形溫度對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響20-21
• 3.2.2 應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響21-23
• 3.3 TC21鈦合金本構(gòu)方程的建立23-30
• 3.3.1 Arrhenius方程適用性分析23-28
• 3.3.2 本構(gòu)模型的提出及系數(shù)的確定28
• 3.3.3 本構(gòu)方程的驗(yàn)證28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-32
• 第四章 TC21鈦合金加工圖研究及組織驗(yàn)證32-58
• 4.1 引言32
• 4.2 加工圖理論基礎(chǔ)32-37
• 4.2.1 動(dòng)態(tài)材料模型理論32-34
• 4.2.2 塑性流動(dòng)失穩(wěn)及穩(wěn)定準(zhǔn)則34-37
• 4.2.2.1 Prasad失穩(wěn)準(zhǔn)則34-35
• 4.2.2.2 Murty失穩(wěn)準(zhǔn)則35
• 4.2.2.3 Malas穩(wěn)定準(zhǔn)則35-37
• 4.3 基于Prasad準(zhǔn)則的TC21鈦合金加工圖37-42
• 4.3.1 基于Prasad準(zhǔn)則加工圖的制作37-39
• 4.3.2 加工圖分析與工藝優(yōu)化39-42
• 4.3.2.1 流動(dòng)失穩(wěn)區(qū)分析39-40
• 4.3.2.2 穩(wěn)定變形區(qū)分析40-41
• 4.3.2.3 變形工藝優(yōu)化41-42
• 4.4 基于Murty準(zhǔn)則的TC21鈦合金加工圖42-46
• 4.4.1 基于Murty準(zhǔn)則加工圖的制作42-43
• 4.4.2 加工圖分析與工藝優(yōu)化43-46
• 4.4.2.1 流動(dòng)失穩(wěn)區(qū)分析43-44
• 4.4.2.2 穩(wěn)定變形區(qū)分析44-45
• 4.4.2.3 變形工藝優(yōu)化45-46
• 4.5 基于Malas準(zhǔn)則的TC21鈦合金加工圖46-50
• 4.5.1 基于Malas準(zhǔn)則加工圖的制作46-47
• 4.5.2 加工圖分析與工藝優(yōu)化47-50
• 4.5.2.1 流動(dòng)失穩(wěn)區(qū)分析47-49
• 4.5.2.2 穩(wěn)定變形區(qū)分析49-50
• 4.6 變形機(jī)制分析及組織驗(yàn)證50-57
• 4.6.1 失穩(wěn)區(qū)變形機(jī)制分析及組織驗(yàn)證50-55
• 4.6.1.1 45°宏觀剪切裂紋及內(nèi)部絕熱剪切帶50-53
• 4.6.1.2 局部流動(dòng)53-55
• 4.6.2 穩(wěn)定區(qū)變形機(jī)制分析及組織驗(yàn)證55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明64-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：1087026