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作者:温东旭;熊萍萍;张猛;高萌;黄亮;李建军;
单位:华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室;绵阳大器科技有限公司;中国船舶集团有限公司第七二五研究所;湖北黄石模具产业技术研究院;
摘要:在TC4钛合金常见成形工艺参数条件(变形温度780~900°C和应变速率0.001~1 s~(-1))下开展高温拉伸试验,分析了成形工艺参数和应变速率敏感性指数对TC4钛合金高温流变行为的影响,分别建立了经典热加工图和考虑损伤影响的改进型热加工图。结果表明:随着变形温度的降低和应变速率的升高,流变应力逐渐升高。流变应力的降低是由流变软化和塑性损伤的共同作用导致的,主要机制包括β相的动态回复和动态再结晶,α■β相转变和损伤累积导致的空洞萌生。高应变速率敏感性指数(m>0.2)主要集中在低应变速率区间(0.001~0.05 s~(-1)),这是由于在低应变速率条件下,TC4钛合金动态回复和动态再结晶行为发展较为充分,具备较好的颈缩扩散和转移能力,对应的材料断裂伸长率也较高。基于改进型热加工图,获得的流变失稳区对应的成形参数范围为变形温度780~900℃,应变速率0.1~1 s~(-1),流变失稳区范围比经典热加工图模型更大,并与高温高应变速率条件下的塑性损伤现象相吻合,表明改进型热加工图模型确定的变形安全区成形参数范围更为准确。最终,TC4钛合金的最佳成形工艺参数范围:区间I为变形温度780~810℃和应变速率0.001~0.02 s~(-1);区间II为变形温度810~900℃和应变速率0.006~0.1 s~(-1)。
关键词:TC4钛合金;;热加工图;;拉伸变形;;塑性损伤
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52075197);; 湖北省自然科学基金资助项目(2023AFB639)