本文關(guān)鍵詞：TC21鈦合金熱變形及熱處理微觀組織演變研究　出處：《南昌航空大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：TC21鈦合金是我國(guó)自主研發(fā)的一種高強(qiáng)高韌的(α+β)雙相鈦合金,可通過(guò)熱變形及熱處理等熱加工工藝得到較好的綜合性能。在熱加工過(guò)程中發(fā)生的微觀組織變化對(duì)合金的性能有著重要的影響。因此,研究TC21鈦合金熱變形及熱處理過(guò)程的微觀組織演變,在理論和工程應(yīng)用上均有重要的意義。首先,采用Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)TC21鈦合金進(jìn)行恒溫恒應(yīng)變速率的熱模擬壓縮試驗(yàn)。分析了該合金在不同熱變形條件下的高溫流變行為;建立了合金在變形溫度為900~1020℃,應(yīng)變速率為0.001~10 s-1條件下的塑性流變本構(gòu)方程,計(jì)算得到合金在此變形條件下的熱變形激活能Q?258.600 KJ/mol;并根據(jù)再結(jié)晶形核與長(zhǎng)大理論以及動(dòng)力學(xué)基本特點(diǎn),建立了該合金在β單相區(qū)熱變形過(guò)程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型、體積分?jǐn)?shù)模型、晶粒尺寸演化模型和位錯(cuò)密度演化模型。其次,對(duì)TC21鈦合金的等溫轉(zhuǎn)變行為進(jìn)行了研究。采用JMat Pro軟件模擬計(jì)算得到該合金的等溫轉(zhuǎn)變曲線(TTT),同時(shí)采用膨脹法及金相法繪測(cè)其TTT曲線進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于TC21鈦合金β→α相轉(zhuǎn)變時(shí)相變體積效應(yīng)小,膨脹法無(wú)法測(cè)得等溫轉(zhuǎn)變開(kāi)始時(shí)間;金相法能較準(zhǔn)確的繪測(cè)出等溫轉(zhuǎn)變曲線,表明在溫度800~900℃左右等溫時(shí),其次生α相析出速度最快,也就是TTT曲線鼻尖位置;JMat Pro軟件模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)繪制得到的TTT曲線吻合得較好。再次,對(duì)TC21鈦合金的雙重退火組織演變進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,合金經(jīng)二次退火后,析出了針狀的次生α相;各原始β晶粒邊界出現(xiàn)了不同程度的破碎,出現(xiàn)了零散的顆粒狀晶界α相;原始β晶粒內(nèi)析出的針狀α片交錯(cuò)成網(wǎng)籃狀組織;除了生成了網(wǎng)藍(lán)組織,還保留了退火前典型的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和動(dòng)態(tài)回復(fù)的組織特征。最后,基于DEFORM-3D軟件平臺(tái),將動(dòng)態(tài)再結(jié)晶唯象數(shù)學(xué)模型通過(guò)二次開(kāi)發(fā)的方法植入,并將位錯(cuò)密度模型與元胞自動(dòng)機(jī)(CA)方法相結(jié)合起來(lái)對(duì)TC21鈦合金熱壓縮過(guò)程進(jìn)行微觀組織模擬。結(jié)果表明:在變形溫度為975℃條件下當(dāng)應(yīng)變速率為0.01s-1時(shí),熱變形過(guò)程中的試樣各變形區(qū)發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,大變形區(qū)晶粒尺寸較其他區(qū)域小;同時(shí)當(dāng)應(yīng)變速率不斷增大時(shí),合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸減小,平均晶粒尺寸得到細(xì)化;模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較吻合。
[Abstract]:TC21 titanium alloy is a kind of high strength and high toughness (偽 尾) dual phase titanium alloy developed independently in China. Good comprehensive properties can be obtained by hot deformation and heat treatment. The microstructure changes during hot working have an important effect on the properties of the alloy. The study of microstructure evolution of TC21 titanium alloy during hot deformation and heat treatment is of great significance in both theory and engineering application. The thermal simulation compression test of TC21 titanium alloy at constant temperature and constant strain rate was carried out with Gleeble3500 thermal simulator. The rheological behavior of the alloy at high temperature under different hot deformation conditions was analyzed. The plastic rheological constitutive equation of the alloy was established at the deformation temperature of 900 ~ 1020 鈩，

本文編號(hào)：1440982