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TB6钛合金的热变形组织演变规律研究

邱伟

   TB6钛合金是一种近β型钛合金,具有高的比强度、好的断裂韧性、深的淬透性等特点,适合制造高强高韧的航空锻件。目前,针对TB6钛合金在β单相区的热变形行为、组织演变规律的研究相对匮乏。本文以铸态和锻态两种状态的TB6钛合金为主要研究对象,通过等温恒应变速率压缩试验,研究了该合金在β锻造过程中的变形行为和组织演变规律。在此基础上,构建了TB6钛合金动态再结晶相关预测模型。这对于指导TB6钛合金高温锻造生产,并丰富高层错能金属动态再结晶理论,具有重要的理论意义和实际应用价值。主要研究结果如下: 铸态和锻态TB6钛合金的应力-应变曲线主要呈流动震荡和流动软化两种特征。两种初始组织的TB6钛合金流动应力均受应变速率的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。 铸态TB6钛合金在应变速率大于0.001s-1时,在所有变形温度下的动态再结晶都发展不充分;而当应变速率为0.001s-1且变形温度大于1050℃时,动态再结晶发展较为充分。 锻态TB6钛合金在变形温度800℃~950℃时,晶粒尺寸虽然得到了细化,但再结晶体积分数较小;在950℃~1150℃时,动态再结晶较为充分,组织均匀性相应得到改善,但温度超过1050℃,晶粒过分长大,合金组织粗化严重。应变速率增大可以细化晶粒,但动态再结晶体积分数会随之减小而使晶粒尺寸不均匀性增加,但应变速率太低时,晶粒又会过分长大而使组织粗化。 以热压缩实验数据和定量测定数据为基础,计算了铸态和锻态TB6钛合金的平均变形激活能:Q1=217.5 kJ/mol,Q2=194.2 kJ/mol。同时建立了铸态TB6钛合金动态再结晶临界应变模型和锻态TB6钛合金动态再结晶临界应变模型、体积分数模型和晶粒尺寸模型。 从组织均匀性和晶粒细化角度综合考虑,锻态TB6合金热力参数以应变速率0.01s-1,变形温度950℃~1050℃为宜;而铸态TB6钛合金获得细小均匀组织的应变速率宜不大于0.001s-1且最佳温度区间为1050℃~1150℃。……   
[关键词]:TB6钛合金;流动应力;显微组织;动态再结晶
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌航空大学2010年