采用ZWICK 100 k N高溫拉伸試驗機在變形溫度為750℃,應變速率為0.1 s^-1下對工業(yè)純鈦進行高溫拉伸試驗。將試驗數(shù)據(jù)導入DEFORM-3D中擬合得到J-C本構模型。對已有的渦旋擠壓模具進行改進,基于擬合的J-C本構模型進行數(shù)值模擬,研究改進模具的晶粒細化效率及可行性。結果表明:擠出后,坯料軸向截面和徑向截面等效應變均呈梯度分布,軸向截面最高等效應變值約為10.6,徑向截面最高等效應變值約為14.5。整個擠出過程中,坯料扭曲部分等效應變累積量最高,外側部分晶粒細化效率遠高于心部。坯料擠出端平均等效應變大幅提高,采用改進的模具晶粒細化效率更高。在改進的模具中,坯料流動性較好,最大載荷顯著降低,說明改進的坯料用于強化工業(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

材料本構模型對于數(shù)值模擬的結果具有非常重要的意義。商用有限元軟件DEFORM-3D自帶的材料庫存在牌號少、不統(tǒng)一且流變應力數(shù)據(jù)所包含的溫度及應變速率范圍窄等問題[13]。為獲得相對準確的材料流變數(shù)據(jù)，需自行選取材料進行拉伸試驗。本試驗根據(jù)GB/T3620.1—2016[14]選....

圖2 高溫拉伸試樣尺寸(a)及實物圖(b)

高溫拉伸試驗在Zwick/Roell100kN高溫拉伸試驗機上進行。拉伸試樣參照GB/T228.2—2015[15]，其形狀尺寸及拉伸前后實物圖如圖2所示。由于常溫下純鈦為HCP結構的α相，而在882.5℃以上會轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC結構的β相[16]。研究表明[17]，鈦及鈦合金在....

圖3 CP-Ti在750℃下拉伸的真應力-真應變曲線

圖2高溫拉伸試樣尺寸(a)及實物圖(b)2.2本構方程

圖4 試驗數(shù)據(jù)擬合結果

式中:分別為材料流變應力、塑性應變、應變速率和參考應變速率，其中，分別為實驗溫度、材料熔點和參考溫度，其中，Troom=296K;A、B、C、m、n和α均為相關系數(shù)。3試驗方案及有限元模型

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