TA15合金最佳變形速率超塑性及其應用研究.pdf

1、鈦合金是極其重要的輕質結構材料，具有良好的耐熱性能和低溫性能，同時具有高比強度、耐腐蝕性能好等突出優(yōu)點。TA15合金具有良好的超塑性，且應變速率對其超塑性有顯著影響。鈦合金超塑性成形是近年來發(fā)展起來的一項新技術，利用材料在超塑性狀態(tài)下變形抗力小，從而降低設備噸位，并能將形狀復雜、尺寸精度高的零件一次加工成型。
　　TA15合金可鍛溫度范圍窄，成形載荷大，成形過程易局部過熱。研究過程中，采用有限元法對其超塑性等溫鍛造過程進行模擬，為

2、確定最佳工藝參數和可能產生的缺陷提供理論依據。
　　本文在最大m值法、恒應變速率法超塑性研究基礎上，提出了最佳變形速率超塑性成形方法，并在 VB6.0環(huán)境下設計了相關控制程序，該程序能夠對實驗過程進行監(jiān)控，自動采集、分析和處理實驗數據，并保證精度。
　　在變形溫度900℃時，對TA15合金超塑性進行了研究。結果表明，由最大m值法分析所得的最佳應變速率可信度較高。TA15合金最佳變形工藝參數為：e&=0.00026ε-1.02

3、197，得到的最大延伸率為2167％。同樣的溫度下，采用最大m值法獲得延伸率為1920%的超塑性。
　　最后，將最佳變形速率法實驗所得的應力-應變曲線輸入到有限元模擬軟件中，對TA15飛機隔框鍛件的等溫鍛造、超塑性等溫鍛造過程進行模擬。研究了不同工藝方案下成形載荷以及等效應力、等效應變的變化。結果表明，等溫鍛造和超塑性等溫鍛造對應的載荷峰值噸位分別為18293t、2485t；超塑性等溫鍛造有利于降低變形體內等效應力，有利于等效應變