Ti-43Al-9V-Y合金的高溫變形行為研究.pdf

1、新型beta-gamma TiAl合金,通過合金化方法在TiAl合金中引入高溫?zé)o序體心立方β相,能大大改善其高溫變形能力。本文選取了名義成分為Ti-43Al-9V-Y的beta-gamma TiAl合金,系統(tǒng)研究了該合金的高溫組織演變、高溫變形能力以及熱加工性能。
　　采用熱/力物理模擬方法,研究了鑄態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金的高溫變形行為,發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金是正的應(yīng)變速率敏感和負(fù)的溫度敏感材料;β→γ相轉(zhuǎn)變

2、與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是變形時(shí)主要的組織演變機(jī)制。在1100℃～1225℃,0.01～1.0s-1合金的變形激活能Q為492.22kJ/mol,應(yīng)力指數(shù)n為2.83。
　　基于動(dòng)態(tài)材料模型(DMM),建立了鑄態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金的熱加工圖,確定了相變、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及局部開裂失穩(wěn)的變形區(qū)間。闡明了變形過程中組織演變與功率耗散效率η及熱加工參數(shù)之間的定量關(guān)系,在0.01s-1,T>1150℃時(shí)均發(fā)生β→γ相變,同時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,是熱

3、變形過程中兩個(gè)主要的能量耗散機(jī)制,優(yōu)化了鑄態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金的熱加工參數(shù)范圍,即應(yīng)變速率為0.01s-1,溫度大于1200℃可以達(dá)到改善熱加工性能的目的。并在0.01s-1,1200℃進(jìn)行近等溫包套鍛造制備了Ti-43Al-9V-Y合金鍛餅。
　　對比變形試樣不同部位的組織,結(jié)合ABAQUS有限元模擬軟件對變形過程中的溫度場、應(yīng)變速率場、應(yīng)變場進(jìn)行模擬分析,表明心部的絕熱溫升現(xiàn)象、側(cè)邊的溫度下降及摩擦和受力不均是不均勻

4、變形的主要影響因素。
　　通過熱處理方法研究β相體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律,表明在1200℃或T>1240℃時(shí)β相大量存在。并進(jìn)行熱/力物理模擬試驗(yàn),分析鍛態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金的高溫變形行為。同鑄態(tài)一樣,變形過程中β相中析出細(xì)小針狀組織γ,同時(shí)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。在1100℃～1225℃溫度區(qū)間,鍛態(tài)Ti-43Al-9V-Y合金的變形激活能Q為342.27kJ/mol,n為3.02?；趧?dòng)態(tài)材料模型(DMM),建立了鍛態(tài)Ti-43