本文關鍵詞：TA17鈦合金熱變形行為及其中厚板熱軋仿真研究

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【摘要】：鈦及鈦合金因優(yōu)異的綜合性能在航空、航天、艦船、化工等行業(yè)獲得了廣泛的應用。為滿足不同的應用需求,近20年我國新型鈦合金的研制非�；钴S,其中TA17鈦合金是我國按照俄羅斯牌號ΠT-3B仿制的一種近α型鈦合金,常用于艦艇的外殼。由于TA17鈦合金導熱性差、高溫易氧化、流變應力和組織對溫度和應變速率非常敏感等特點,在中厚板軋制過程中容易出現(xiàn)板凸度大、邊部開裂、斷面組織均勻性差等缺點,所以需要對TA17鈦合金中厚板的變形特性進行系統(tǒng)的研究。本文通過等溫恒應變速率熱壓縮實驗模擬TA17鈦合金中厚板熱軋過程,研究了TA17鈦合金在熱變形過程中的變形機制、微觀組織演變規(guī)律,并利用Deform-3D軟件研究了TA17鈦合金中厚板軋制的變形特性。該研究對TA17鈦合金的熱加工工藝和微觀組織調控工藝的制定和優(yōu)化都具有重要的理論指導意義。本文的主要研究結果如下:⑴TA17合金在(α+β)雙相區(qū)的變形機制以動態(tài)再結晶為主,在β單相區(qū)以動態(tài)回復為主。⑵揭示了熱變形工藝參數(shù)對流變應力的影響規(guī)律。結果表明,TA17鈦合金的流變應力對溫度和應變速率比較敏感,流變應力隨著溫度升高和應變速率的降低逐漸降低,尤其是在800℃~900℃區(qū)間軟化效果明顯。在(α+β)雙相區(qū)內,動態(tài)再結晶臨界變形量隨著溫度上升和應變速率的降低不斷減小,即動態(tài)再結晶越容易發(fā)生;在β單相區(qū),溫度和應變速率對流變應力的影響較小。⑶通過線性回歸方法獲得了材料常數(shù)A、熱變形激活Q能等材料參數(shù),并建立了TA17鈦合金的本構方程,為TA17鈦合金熱軋中厚板仿真模型奠定了基礎。⑷揭示了T、ε、ε對TA17鈦合金的微觀組織的影響。結果表明,TA17鈦合金在(α+β)雙相區(qū)主要發(fā)生了動態(tài)再結晶,隨著溫度升高,再結晶晶粒數(shù)量越多,且均勻性更好;應變速率對組織均勻性影響很大,隨著ε增加,片層α彎折程度更大,組織均勻性更差;變形量對晶粒的破碎程度影響較大,當變形量為40%時,大部分晶粒未破碎,當變形量為80%時,晶粒破碎越完全,組織均勻性更好。在β單相區(qū),組織易粗大。⑸TA17鈦合金的熱加工圖表明,該合金在800℃~1000℃、1 s-1~10 s-1區(qū)域內是安全加工區(qū)域;在700℃~800℃、1 s-1~10 s-1和1000℃~1100℃、5 s-1~10 s-1區(qū)域內是流變失穩(wěn)區(qū)域。⑹采用Deform軟件建立了TA17鈦合金中厚板軋制模型,并揭示了中厚板軋制的變形特征。該模型計算軋制力與實際軋制力最大誤差為8.7%。通過對中厚板斷面工藝參數(shù)的研究,發(fā)現(xiàn)中厚板表面與中心的應變速率和溫度有很大差異,會造成中厚板截面組織的不均勻。
【關鍵詞】：TA17鈦合金 本構方程 顯微組織 加工圖 數(shù)值仿
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23;TG337.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 鈦及鈦合金簡介10-16
• 1.2.1 鈦及鈦合金的特性10-12
• 1.2.2 鈦合金的顯微組織12-14
• 1.2.3 鈦及鈦合金分類14-16
• 1.3 鈦及鈦合金研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3.1 國外鈦及鈦合金研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 國內鈦及鈦合金研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.3 鈦及鈦合金熱變形行為研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.4 數(shù)值仿真技術在鈦合金領域中的應用20-21
• 1.4 TA17鈦合金概況21-22
• 1.4.1 TA17鈦合金的基本特性21-22
• 1.4.2 TA17鈦合金研究現(xiàn)狀22
• 1.5 研究背景及意義22-23
• 1.6 研究內容及技術路線23-24
• 第2章 實驗及研究方法24-31
• 2.1 物理實驗24-28
• 2.1.1 實驗材料24-25
• 2.1.2 實驗設備25-26
• 2.1.3 熱壓縮實驗方案26-28
• 2.2 數(shù)值仿真研究28-31
• 2.2.1 數(shù)值仿真的基本思想28-29
• 2.2.2 數(shù)值仿真模型29-31
• 第3章 TA17鈦合金熱變形流變應力行為研究31-41
• 3.1 熱變形參數(shù)對流變應力的影響31-36
• 3.1.1 溫度對流變應力的影響33-34
• 3.1.2 變形速率對流變應力的影響34-35
• 3.1.3 熱變形參數(shù)對流變應力峰值應變的影響35-36
• 3.2 本構方程36-40
• 3.3 本章小結40-41
• 第4章 變形工藝參數(shù)對TA17鈦合金組織的影響41-47
• 4.1 熱壓縮不均勻變形分析41-43
• 4.2 變形工藝參數(shù)對組織的影響43-46
• 4.2.1 變形溫度對組織的影響43-44
• 4.2.2 變形速率對組織的影響44-45
• 4.2.3 變形量對組織的影響45-46
• 4.3 本章小結46-47
• 第5章 TA17鈦合金熱加工圖研究47-55
• 5.1 TA17鈦合金熱加工圖47-51
• 5.1.1 加工圖理論47-49
• 5.1.2 TA17鈦合金加工圖分析49-51
• 5.2 熱加工圖的驗證51-54
• 5.2.1 球化區(qū)分析51-52
• 5.2.2 片層區(qū)分析52-53
• 5.2.3 絕熱剪切帶53
• 5.2.4 表面裂紋53-54
• 5.3 本章小結54-55
• 第6章 TA17鈦合金中厚板軋制仿真研究55-69
• 6.1 建立TA17鈦合金數(shù)據(jù)庫55-57
• 6.2 建立中厚板軋制模型57-58
• 6.3 中厚板變形特性分析58-68
• 6.3.1 軋制力分析58-59
• 6.3.2 溫度分析59-62
• 6.3.3 板形及損傷分析62-64
• 6.3.4 中厚板斷面變形工藝參數(shù)分布規(guī)律64-67
• 6.3.5 中厚板斷面組織分析67-68
• 6.4 本章小節(jié)68-69
• 結論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士期間取得學術成果75

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃學偉;蔡力勛;史培壘;;TA17合金缺口試樣的單軸低周疲勞與壽命預測模型[A];四川省力學學會2008年學術大會論文集[C];2008年

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本文編號：532198