純鈦復合細化過程的晶粒取向分布及變形機理研究
發(fā)布時間:2021-08-14 13:36
粘塑性多晶自洽模型可預(yù)測與塑性成形相關(guān)的硬化和織構(gòu)的演變。本文利用VPSC自洽模型對純鈦復合變形工藝進行模擬研究,同時采用XRD對復合變形的純鈦進行織構(gòu)檢測,并使用MATLAB中的mtex工具箱對織構(gòu)結(jié)果進行處理,將二者對比分析晶粒取向分布以及性能變化。對2道次ECAP+軋制+旋鍛復合變形各階段的純鈦試樣進行了拉伸以及硬度檢測。主要研究結(jié)果如下:純鈦試樣發(fā)生2道次ECAP+軋制+旋鍛的復合變形時,晶粒隨著ECAP變形道次的增加而逐漸細化,平均晶粒尺寸從原始的24μm逐步下降至12μm,而小角度晶界比例逐漸增大到7.2%。隨著復合變形的繼續(xù)進行,小角度晶界減少的同時大角度晶界逐步增大,在旋鍛變形后大角度晶界的比例最大,約占95.9%。織構(gòu)由典型的P1基面織構(gòu)演變?yōu)?道次ECAP變形后的P織構(gòu)和C2織構(gòu)共存;而通過2道次ECAP變形,只有C2織構(gòu)存在;當發(fā)生2道次ECAP+軋制復合變形后,P1織構(gòu)和Y織構(gòu)共存;最后演變?yōu)樾懞蟮腜1織構(gòu)。4道次ECAP+軋制+旋鍛復合變形使得純鈦織構(gòu)由原始的P1基面織構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樾懞蟮腜織構(gòu)。由此可見,ECAP的道次數(shù)可能影響著復合變形最終的織構(gòu)類型。采用V...
【文章來源】:西安建筑科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
ECAP變形原理圖
軋制簡圖
過不同軋制方式的純鈦板進行顯微組織、力學性能和各向異性的檢測。研究表明,方式A、B、C的織構(gòu)依次減弱,C方式與其他兩種方式相比,各向異性系數(shù)較小,且C方式在提高純鈦板成型能力的同時可以有效避免制耳的產(chǎn)生。1.2.3旋鍛技術(shù)也稱徑向鍛造技術(shù),是一項非切割且可塑成長軸類材料的加工技術(shù)[45]。由局部變形逐漸擴展完成,可以減少環(huán)繞坯料、管材的橫截面。試樣的成形不會只表現(xiàn)在其中一個或者幾個方向,而是在試樣表面的各個地方都有所表示,使得坯料沿徑向壓縮而軸向延伸的塑性變形過程[46]。旋鍛變形工藝的工作原理如圖1.3所示,一個平面上布置四個錘模,這些錘?梢酝瑫r作用在工件上,并且通過夾頭在軸向和圓周方向擠壓工件[47]。在此過程中,徑向壓下率,軸向進給,轉(zhuǎn)速和錘頭模具的幾何形狀等都會對經(jīng)過旋鍛的試樣性能產(chǎn)生影響。圖1.3旋鍛變形示意圖[47]Fig.1.3Rotaryswaging旋鍛變形對于減小材料晶粒尺寸具有很大的作用。任德春等[48]對TB9鈦合金進行多道次的旋鍛變形,發(fā)現(xiàn)旋鍛變形量的增加可以使得TB9鈦合金的組織逐漸細化。并且由于接觸應(yīng)力在不同部位的分布具有差異,所以不同部位的應(yīng)變對于晶粒尺寸大小的影響也不同。Loyda等[49]為了更好地研究旋鍛的增量變形對組織演變的影響,將鎳基高溫合金圓盤鍛造的數(shù)值模型建立在有限元平臺上,通過DEFORM3D定義了工件的變形特性,研究了摩擦系數(shù)、工件預(yù)熱、刀具溫度和冷卻沖擊等工藝參數(shù)與微觀組織的關(guān)系?紤]到細晶和粗晶的初始晶粒大小將耦合
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺談軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用[J]. 馬昊. 中國金屬通報. 2019(04)
[2]軋制方式對工業(yè)純鈦TA2軋板織構(gòu)演變的影響[J]. 徐春,饒小華,安星州,陳雪,朱文峰. 稀有金屬材料與工程. 2019(04)
[3]冷旋鍛變形對TB9鈦合金顯微組織和拉伸性能的影響[J]. 任德春,蘇虎虎,張慧博,王健,金偉,楊銳. 金屬學報. 2019(04)
[4]大變形量對純鈦斜軋管坯組織演變和力學性能的影響[J]. 許道玉,李永林,韓偉松,沈立華,蔡國帥,陳勝川,劉俊. 熱加工工藝. 2019(05)
[5]有色金屬ECAP加工技術(shù)研究[J]. 吳志光. 世界有色金屬. 2018(19)
[6]鈦及鈦合金形變孿晶的研究進展[J]. 閆辰侃,曲壽江,馮艾寒,沈軍. 稀有金屬. 2019(05)
[7]中國鈦礦資源產(chǎn)業(yè)演變與發(fā)展趨勢探討[J]. 姚震,鄧鋒. 金屬礦山. 2018(06)
[8]Schmid因子的理論計算及其在鎂合金高速變形過程中的應(yīng)用[J]. 劉晏宇,毛萍莉,劉正,王峰,王志. 金屬學報. 2018(06)
[9]世界鈦工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 何蕾,王運鋒. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(01)
[10]大變形下工業(yè)純鈦的組織與強度的關(guān)系[J]. 李婷. 鈦工業(yè)進展. 2017(05)
碩士論文
[1]AA6014鋁合金退火再結(jié)晶機制及成形性能研究[D]. 范貞貞.重慶大學 2018
[2]純鋯多道次ECAP變形細觀有限元模擬[D]. 賈鵬博.西安建筑科技大學 2016
[3]ECAP純鈦的晶粒取向分布計算機模擬[D]. 陳曉奇.西安建筑科技大學 2015
本文編號:3342561
【文章來源】:西安建筑科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
ECAP變形原理圖
軋制簡圖
過不同軋制方式的純鈦板進行顯微組織、力學性能和各向異性的檢測。研究表明,方式A、B、C的織構(gòu)依次減弱,C方式與其他兩種方式相比,各向異性系數(shù)較小,且C方式在提高純鈦板成型能力的同時可以有效避免制耳的產(chǎn)生。1.2.3旋鍛技術(shù)也稱徑向鍛造技術(shù),是一項非切割且可塑成長軸類材料的加工技術(shù)[45]。由局部變形逐漸擴展完成,可以減少環(huán)繞坯料、管材的橫截面。試樣的成形不會只表現(xiàn)在其中一個或者幾個方向,而是在試樣表面的各個地方都有所表示,使得坯料沿徑向壓縮而軸向延伸的塑性變形過程[46]。旋鍛變形工藝的工作原理如圖1.3所示,一個平面上布置四個錘模,這些錘?梢酝瑫r作用在工件上,并且通過夾頭在軸向和圓周方向擠壓工件[47]。在此過程中,徑向壓下率,軸向進給,轉(zhuǎn)速和錘頭模具的幾何形狀等都會對經(jīng)過旋鍛的試樣性能產(chǎn)生影響。圖1.3旋鍛變形示意圖[47]Fig.1.3Rotaryswaging旋鍛變形對于減小材料晶粒尺寸具有很大的作用。任德春等[48]對TB9鈦合金進行多道次的旋鍛變形,發(fā)現(xiàn)旋鍛變形量的增加可以使得TB9鈦合金的組織逐漸細化。并且由于接觸應(yīng)力在不同部位的分布具有差異,所以不同部位的應(yīng)變對于晶粒尺寸大小的影響也不同。Loyda等[49]為了更好地研究旋鍛的增量變形對組織演變的影響,將鎳基高溫合金圓盤鍛造的數(shù)值模型建立在有限元平臺上,通過DEFORM3D定義了工件的變形特性,研究了摩擦系數(shù)、工件預(yù)熱、刀具溫度和冷卻沖擊等工藝參數(shù)與微觀組織的關(guān)系?紤]到細晶和粗晶的初始晶粒大小將耦合
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺談軋鋼生產(chǎn)中新工藝新技術(shù)的應(yīng)用[J]. 馬昊. 中國金屬通報. 2019(04)
[2]軋制方式對工業(yè)純鈦TA2軋板織構(gòu)演變的影響[J]. 徐春,饒小華,安星州,陳雪,朱文峰. 稀有金屬材料與工程. 2019(04)
[3]冷旋鍛變形對TB9鈦合金顯微組織和拉伸性能的影響[J]. 任德春,蘇虎虎,張慧博,王健,金偉,楊銳. 金屬學報. 2019(04)
[4]大變形量對純鈦斜軋管坯組織演變和力學性能的影響[J]. 許道玉,李永林,韓偉松,沈立華,蔡國帥,陳勝川,劉俊. 熱加工工藝. 2019(05)
[5]有色金屬ECAP加工技術(shù)研究[J]. 吳志光. 世界有色金屬. 2018(19)
[6]鈦及鈦合金形變孿晶的研究進展[J]. 閆辰侃,曲壽江,馮艾寒,沈軍. 稀有金屬. 2019(05)
[7]中國鈦礦資源產(chǎn)業(yè)演變與發(fā)展趨勢探討[J]. 姚震,鄧鋒. 金屬礦山. 2018(06)
[8]Schmid因子的理論計算及其在鎂合金高速變形過程中的應(yīng)用[J]. 劉晏宇,毛萍莉,劉正,王峰,王志. 金屬學報. 2018(06)
[9]世界鈦工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 何蕾,王運鋒. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(01)
[10]大變形下工業(yè)純鈦的組織與強度的關(guān)系[J]. 李婷. 鈦工業(yè)進展. 2017(05)
碩士論文
[1]AA6014鋁合金退火再結(jié)晶機制及成形性能研究[D]. 范貞貞.重慶大學 2018
[2]純鋯多道次ECAP變形細觀有限元模擬[D]. 賈鵬博.西安建筑科技大學 2016
[3]ECAP純鈦的晶粒取向分布計算機模擬[D]. 陳曉奇.西安建筑科技大學 2015
本文編號:3342561
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