采用ZWICK 100 k N高溫拉伸試驗(yàn)機(jī)在變形溫度為750℃,應(yīng)變速率為0.1 s^-1下對(duì)工業(yè)純鈦進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入DEFORM-3D中擬合得到J-C本構(gòu)模型。對(duì)已有的渦旋擠壓模具進(jìn)行改進(jìn),基于擬合的J-C本構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,研究改進(jìn)模具的晶粒細(xì)化效率及可行性。結(jié)果表明:擠出后,坯料軸向截面和徑向截面等效應(yīng)變均呈梯度分布,軸向截面最高等效應(yīng)變值約為10.6,徑向截面最高等效應(yīng)變值約為14.5。整個(gè)擠出過(guò)程中,坯料扭曲部分等效應(yīng)變累積量最高,外側(cè)部分晶粒細(xì)化效率遠(yuǎn)高于心部。坯料擠出端平均等效應(yīng)變大幅提高,采用改進(jìn)的模具晶粒細(xì)化效率更高。在改進(jìn)的模具中,坯料流動(dòng)性較好,最大載荷顯著降低,說(shuō)明改進(jìn)的坯料用于強(qiáng)化工業(yè)純鈦是可行的。

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【部分圖文】：

圖1 渦旋擠壓(a)與常規(guī)擠壓(b)中的材料流動(dòng)

材料本構(gòu)模型對(duì)于數(shù)值模擬的結(jié)果具有非常重要的意義。商用有限元軟件DEFORM-3D自帶的材料庫(kù)存在牌號(hào)少、不統(tǒng)一且流變應(yīng)力數(shù)據(jù)所包含的溫度及應(yīng)變速率范圍窄等問(wèn)題[13]。為獲得相對(duì)準(zhǔn)確的材料流變數(shù)據(jù)，需自行選取材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。本試驗(yàn)根據(jù)GB/T3620.1—2016[14]選....

圖2 高溫拉伸試樣尺寸(a)及實(shí)物圖(b)

高溫拉伸試驗(yàn)在Zwick/Roell100kN高溫拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。拉伸試樣參照GB/T228.2—2015[15]，其形狀尺寸及拉伸前后實(shí)物圖如圖2所示。由于常溫下純鈦為HCP結(jié)構(gòu)的α相，而在882.5℃以上會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC結(jié)構(gòu)的β相[16]。研究表明[17]，鈦及鈦合金在....

圖3 CP-Ti在750℃下拉伸的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線

圖2高溫拉伸試樣尺寸(a)及實(shí)物圖(b)2.2本構(gòu)方程

圖4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果

式中:分別為材料流變應(yīng)力、塑性應(yīng)變、應(yīng)變速率和參考應(yīng)變速率，其中，分別為實(shí)驗(yàn)溫度、材料熔點(diǎn)和參考溫度，其中，Troom=296K;A、B、C、m、n和α均為相關(guān)系數(shù)。3試驗(yàn)方案及有限元模型

本文編號(hào)：4033576