本文關(guān)鍵詞：TA15鈦合金β鍛動態(tài)再結(jié)晶行為及其預(yù)測模型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： TA15鈦合金屬于高鋁當(dāng)量損傷容限型鈦合金,是我國航空工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)材料之一。由于該合金在β相區(qū)鍛造過程中容易出現(xiàn)“晶粒粗化”現(xiàn)象,而利用動態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒的原理以控制材料晶粒度則是解決上述問題的關(guān)鍵。為了掌握TA15鈦合金β相區(qū)鍛造過程中動態(tài)再結(jié)晶組織的演變規(guī)律,實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)度-塑性-損傷容限之間的良好匹配,并指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際,本文采用等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗,借助金相分析系統(tǒng),研究了TA15鈦合金β熱變形時的動態(tài)再結(jié)晶行為,并在此基礎(chǔ)上首次構(gòu)建了動態(tài)再結(jié)晶的預(yù)測模型。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下: 通過分析TA15鈦合金不同應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,發(fā)現(xiàn)流動應(yīng)力對應(yīng)變速率較為敏感,應(yīng)變速率每增加一個數(shù)量級,峰值應(yīng)力大約增加5～20MPa;低應(yīng)變速率(0.001s~(-1),0.01s~(-1))下的流變曲線屬于動態(tài)再結(jié)晶型,其主要軟化機(jī)制為動態(tài)再結(jié)晶,而高應(yīng)變速率(0.1s~(-1),1s~(-1))下的流變曲線屬于動態(tài)回復(fù)型,其主要軟化機(jī)制為“絕熱溫升效應(yīng)”。 采用金相分析系統(tǒng)對不同應(yīng)變速率和應(yīng)變量變形后的微觀組織進(jìn)行了觀察與測量。結(jié)果表明:提高應(yīng)變速率能夠明顯細(xì)化晶粒,但不同應(yīng)變速率對動態(tài)再結(jié)晶的細(xì)化程度不同,低應(yīng)變速率(0.001s~(-1),0.01s~(-1))下提高應(yīng)變速率對晶粒細(xì)化程度較大,而高應(yīng)變速率(0.1s~(-1),1s~(-1))下對晶粒細(xì)化程度則較小;從晶粒細(xì)化效果和組織均勻性考慮,較佳的應(yīng)變速率為0.01s~(-1),此時獲得的動態(tài)再結(jié)晶組織較為均勻細(xì)小;低應(yīng)變速率下,TA15鈦合金β熱變形過程中的變形組織以發(fā)生不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶為主,而高應(yīng)變速率下,則以發(fā)生連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶為主。 根據(jù)再結(jié)晶形核與長大理論以及動力學(xué)基本特點(diǎn),推導(dǎo)出材料動態(tài)再結(jié)晶的理論數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了TA15鈦合金1050℃時的動態(tài)再結(jié)晶預(yù)測模型。結(jié)果表明:TA15鈦合金β熱變形過程中動態(tài)再結(jié)晶的熱激活能Q值為313.442kJ/mol,臨界應(yīng)變ε_c與峰值應(yīng)變ε_p的關(guān)系方程為:ε_c = 0. 8455×εp;動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變預(yù)測模型的具體表達(dá)式為:ε_c =0 .1245×Z~(0.0718),式中Z為Zener-Holloman參數(shù)方程;動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸預(yù)測模型的具體表達(dá)式為:d = 10 .8134×Z~(-0.3261)μm ;動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)預(yù)測模型的具體表達(dá)式為:X_(dyn)= 1-exp[-0.1146×(ε-ε_c)ε_p]1.1998。
【關(guān)鍵詞】：TA15鈦合金 β相區(qū)鍛造 動態(tài)再結(jié)晶 預(yù)測模型 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TG111.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 鈦合金及其成形技術(shù)8-12
• 1.1.1 鈦合金的應(yīng)用與發(fā)展8-9
• 1.1.2 鈦合金的鍛造成形技術(shù)9-11
• 1.1.3 TA15 鈦合金概況11-12
• 1.2 動態(tài)再結(jié)晶綜述12-18
• 1.2.1 材料熱變形過程中的軟化機(jī)制12-13
• 1.2.2 低層錯能金屬的動態(tài)再結(jié)晶13-15
• 1.2.3 高層錯能金屬的動態(tài)再結(jié)晶15-16
• 1.2.4 動態(tài)再結(jié)晶形核與長大機(jī)制16-18
• 1.3 材料熱變形行為的研究方法18-19
• 1.4 本文研究的目的、意義及內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究目的及意義19-20
• 1.4.2 研究內(nèi)容20-21
• 第二章 試驗材料及方法21-27
• 2.1 試驗方案21-22
• 2.2 試驗材料22
• 2.3 試驗方法22-27
• 2.3.1 等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗22-24
• 2.3.2 金相組織觀察24
• 2.3.3 動態(tài)再結(jié)晶模型結(jié)構(gòu)24-27
• 第三章 TA15鈦合金β鍛動態(tài)再結(jié)晶行為研究27-47
• 3.1 引言27-28
• 3.2 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線分析28-30
• 3.3 TA15 鈦合金在1050℃時動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的臨界條件30-34
• 3.3.1 基于加工硬化率曲線的臨界應(yīng)變值確定30-32
• 3.3.2 基于金相組織觀察的臨界應(yīng)變值確定32-33
• 3.3.3 應(yīng)變速率對臨界應(yīng)變值的影響33-34
• 3.4 TA15 鈦合金1050℃時動態(tài)再結(jié)晶的晶粒生長規(guī)律34-39
• 3.4.1 應(yīng)變量及應(yīng)變速率對變形試樣微觀組織的影響34-37
• 3.4.2 應(yīng)變量及應(yīng)變速率對動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響37-39
• 3.5 TA15 鈦合金在1050℃時動態(tài)再結(jié)晶的動力學(xué)規(guī)律39-42
• 3.5.1 應(yīng)變量及應(yīng)變速率對動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)的影響39-40
• 3.5.2 等溫動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)曲線的分析40-42
• 3.6 TA15 鈦合金β鍛動態(tài)再結(jié)晶機(jī)理的初步研究42-46
• 3.6.1 動態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制的初步分析42-44
• 3.6.2 動態(tài)再結(jié)晶機(jī)理的初步分析44-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 第四章 TA15鈦合金β鍛動態(tài)再結(jié)晶預(yù)測模型研究47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變預(yù)測模型的構(gòu)建47-52
• 4.3 動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸預(yù)測模型的構(gòu)建52-59
• 4.4 動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)預(yù)測模型的構(gòu)建59-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第五章 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文72-73
• 致謝73-74

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本文編號：407310