轧制态TC4钛合金α+β两相区热变形行为及其低温超塑性研究
发布时间：2024-04-25 02:08
钛合金因具有密度小、比强度高、抗腐蚀和耐高温好等优点,成为航空、航天、船舶领域的关键结构材料并广泛应用。由于钛合金变形抗力大、导热性差,对大型复杂的钛合金构件,常规成形方法成形困难。因此,超塑性成形技术是解决钛合金复杂构件成形困难的有效途径。本文通过对热轧态TC4钛合金在α+β两相区温度800℃950℃、应变速率0.001 s-110 s-1范围进行等温恒应变速率压缩实验,研究了热变形参数对热轧态TC4合金流动应力的影响规律。实验条件下TC4合金的平均热变形表观激活能为403k J/mol,建立了考虑应变参数的热轧TC4钛合金Arrhenius本构模型和动态再结晶临界应变模型。利用加工图技术对热轧态TC4合金α+β两相区的热加工性能进行预测,优化了其热加工工艺参数范围。热轧TC4合金较佳的加工区域为:温度830℃880℃、应变速率0.001 s-10.01 s-1;此时微观组织中片状α相发生了较大程度的等轴化;预测的适宜加工区域为;温度800℃830℃、应变速率0.001s-1...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 钛合金概况
1.2 钛合金变形行为研究现状及待解决的问题
1.2.1 钛合金热变形行为
1.2.1.1 钛合金片层组织的等轴化
1.2.1.2 钛合金热变形本构模型
1.2.2 钛合金晶粒细化技术
1.2.3 钛合金超塑性变形行为
1.3 本文的选题背景与意义
1.4 本文主要研究内容
第2章 热轧态TC4钛合金两相区塑性变形行为
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.3 热轧态TC4钛合金压缩变形力学特征
2.3.1 应力应变曲线
2.3.2 流动软化行为
2.4 热轧态TC4钛合金的热变形表观激活能
2.5 热轧TC4钛合金本构关系的建立
2.6 微观组织演变
2.6.1 应变速率对动态再结晶的影响
2.6.2 变形温度对动态再结晶的影响
2.6.3 应变对动态再结晶的影响
2.7 小结
第3章 基于加工图技术的热轧TC4钛合金塑性变形分析
3.1 引言
3.2 加工图技术理论基础
3.2.1 动态材料模型
3.2.2 塑性流动失稳准则
3.2.2.1 Prasad失稳准则
3.2.2.2 Murty失稳准则
3.3 基于Prasad准则的TC4钛合金的加工工艺优化
3.3.1 基于Prasad准则的加工图制作
3.3.2 加工图分析及变形工艺优化
3.3.2.1 变形失稳区
3.3.2.2 变形稳定区
3.4 基于Murty准则的TC4钛合金的加工工艺优化
3.4.1 基于murty准则的加工图制作
3.4.2 加工图分析及变形工艺优化
3.5 加工图不同区域塑性变形机理分析
3.5.1 动态再结晶
3.5.2 流动失稳
3.5.3 绝热剪切带
3.6 小结
第4章 多道次轧制TC4钛合金组织与性能分析
4.1 引言
4.2 多道次轧制工艺方案
4.3 多道次轧制工艺对TC4钛合金微观组织的影响
4.3.1 多道次轧制工艺对M态TC4钛合金微观组织的影响
4.3.2 多道次轧制对WQ态TC4钛合金微观组织的影响
4.3.3 多道次轧制对AC态TC4钛合金微观组织的影响
4.4 多道次轧制工艺对TC4钛合金力学性能的影响
4.5 多道次轧制TC4钛合金晶粒细化机理
4.6 小结
第5章 多道次轧制TC4钛合金超塑性变形行为
5.1 引言
5.2 超塑性拉伸实验方案
5.3 多道次轧制TC4钛合金的超塑性性能
5.3.1 M态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.3.2 AC态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.3.3 WQ态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.4 变形参数对超塑性的影响
5.4.1 轧制温度对超塑性的影响
5.4.2 拉伸温度对超塑性的影响
5.4.3 拉伸应变速率对超塑性的影响
5.5 超塑性变形应力-应变曲线
5.6 超塑性变形过程的微观组织演变
5.7 小结
第6章 多道次轧制TC4钛合金低温超塑性变形机理
6.1 引言
6.2 超塑性拉伸实验方案
6.3 超塑性力学行为
6.3.1 超塑性延伸率
6.3.2 应力应变曲线
6.3.3 应变速率敏感性系数和变形表观激活能
6.4 超塑性变形过程的微观组织演变
6.4.1 多道次轧制对微观组织的影响
6.4.2 试样断口附近的微观组织演变
6.4.3 试样不同位置的微观组织演变
6.5 多道次轧制TC4合金超塑性提高的原因分析
6.6 TC4钛合金超塑性变形的晶界滑移与位错运动
6.6.1 晶界滑移
6.6.2 位错运动
6.7 TC4钛合金超塑性变形过程的空洞与断裂
6.7.1 空洞演变
6.7.2 断裂机制
6.8 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 主要创新点
7.3 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3963846
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 钛合金概况
1.2 钛合金变形行为研究现状及待解决的问题
1.2.1 钛合金热变形行为
1.2.1.1 钛合金片层组织的等轴化
1.2.1.2 钛合金热变形本构模型
1.2.2 钛合金晶粒细化技术
1.2.3 钛合金超塑性变形行为
1.3 本文的选题背景与意义
1.4 本文主要研究内容
第2章 热轧态TC4钛合金两相区塑性变形行为
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.3 热轧态TC4钛合金压缩变形力学特征
2.3.1 应力应变曲线
2.3.2 流动软化行为
2.4 热轧态TC4钛合金的热变形表观激活能
2.5 热轧TC4钛合金本构关系的建立
2.6 微观组织演变
2.6.1 应变速率对动态再结晶的影响
2.6.2 变形温度对动态再结晶的影响
2.6.3 应变对动态再结晶的影响
2.7 小结
第3章 基于加工图技术的热轧TC4钛合金塑性变形分析
3.1 引言
3.2 加工图技术理论基础
3.2.1 动态材料模型
3.2.2 塑性流动失稳准则
3.2.2.1 Prasad失稳准则
3.2.2.2 Murty失稳准则
3.3 基于Prasad准则的TC4钛合金的加工工艺优化
3.3.1 基于Prasad准则的加工图制作
3.3.2 加工图分析及变形工艺优化
3.3.2.1 变形失稳区
3.3.2.2 变形稳定区
3.4 基于Murty准则的TC4钛合金的加工工艺优化
3.4.1 基于murty准则的加工图制作
3.4.2 加工图分析及变形工艺优化
3.5 加工图不同区域塑性变形机理分析
3.5.1 动态再结晶
3.5.2 流动失稳
3.5.3 绝热剪切带
3.6 小结
第4章 多道次轧制TC4钛合金组织与性能分析
4.1 引言
4.2 多道次轧制工艺方案
4.3 多道次轧制工艺对TC4钛合金微观组织的影响
4.3.1 多道次轧制工艺对M态TC4钛合金微观组织的影响
4.3.2 多道次轧制对WQ态TC4钛合金微观组织的影响
4.3.3 多道次轧制对AC态TC4钛合金微观组织的影响
4.4 多道次轧制工艺对TC4钛合金力学性能的影响
4.5 多道次轧制TC4钛合金晶粒细化机理
4.6 小结
第5章 多道次轧制TC4钛合金超塑性变形行为
5.1 引言
5.2 超塑性拉伸实验方案
5.3 多道次轧制TC4钛合金的超塑性性能
5.3.1 M态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.3.2 AC态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.3.3 WQ态TC4钛合金多道次轧制板材的超塑性
5.4 变形参数对超塑性的影响
5.4.1 轧制温度对超塑性的影响
5.4.2 拉伸温度对超塑性的影响
5.4.3 拉伸应变速率对超塑性的影响
5.5 超塑性变形应力-应变曲线
5.6 超塑性变形过程的微观组织演变
5.7 小结
第6章 多道次轧制TC4钛合金低温超塑性变形机理
6.1 引言
6.2 超塑性拉伸实验方案
6.3 超塑性力学行为
6.3.1 超塑性延伸率
6.3.2 应力应变曲线
6.3.3 应变速率敏感性系数和变形表观激活能
6.4 超塑性变形过程的微观组织演变
6.4.1 多道次轧制对微观组织的影响
6.4.2 试样断口附近的微观组织演变
6.4.3 试样不同位置的微观组织演变
6.5 多道次轧制TC4合金超塑性提高的原因分析
6.6 TC4钛合金超塑性变形的晶界滑移与位错运动
6.6.1 晶界滑移
6.6.2 位错运动
6.7 TC4钛合金超塑性变形过程的空洞与断裂
6.7.1 空洞演变
6.7.2 断裂机制
6.8 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 主要创新点
7.3 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3963846
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3963846.html