挤压态Ti-1300合金管材高温变形行为及本构模型

发布时间：2019-11-03 15:20

【摘要】：利用Gleeble 3800热模拟试验机研究了挤压态Ti-1300合金管材的高温变形行为,试验温度750~950℃、应变速率0.001~1 s~(-1)、最大变形量70%。结果表明:Ti-1300合金管材高温变形应力先随应变的增大而增加,到达峰值应力后逐渐降低,最后趋于稳态。峰值应力随变形温度的降低和应变速率的升高而升高。根据Arrhenius公式,建立了该合金管材的本构模型:ε夦=2.8437×10~8×[sinh(9.40×10~(-3)σ)]~(2.90958)×exp(-218.586/RT)。计算的流变应力与试验结果符合较好,该模型可为实际生产提供理论指导。
【图文】：

期1试验材料和方法试验用料为西北有色金属研究院提供的挤压态Ti-1300合金管材，合金相变点为830℃。先将管坯进行均匀化处理，热处理工艺为870℃×90min，WQ+550℃×4h，AC。将热处理后的管坯沿轴向加工成准8mm×12mm的圆柱形试样，在Gleeble-3800热模拟试验机上进行高温单轴向压缩试验，试验温度分别为750、800、850、900和950℃，应变速率为0.001、0.01、0.1和1s-1，最大变形量为70%，，压缩后空冷处理，以保持与实际加工相同的冷却方式。合金显微组织在AxioVertA1金相显微镜下观察。合金热处理后的显微组织如图1所示，β相基体上分布着等轴α晶粒。2试验结果与分析2.1高温变形行为图2为挤压态Ti-1300合金管材在不同温度时、不同应变速率下的真应力-真应变曲线。可知，在变形初始阶段，应力达到应力峰值以前，材料内位错滑移受到阻碍，位错密度逐渐增加。随着变形量的增加，应力迅速增加，上升趋势几乎成直线，发生明显的加工硬化现象。过了应力峰值后，变形量增加，应力逐渐降低。这是因为在此过程中，动态再结晶和加工硬化同时发生，动态再结晶的软化效应大于加工硬化的强化效应，进而曲线呈现软化现象。变形量继续增加，应力进入稳态流动阶段。在此阶段，动态再结晶的软化效应与加工硬化强化效应处于相对平衡状态。此外，曲线的稳态流动阶段不是光滑的，而是呈现波动状。这是由于动态再结晶与加工硬化两者相互作用，软化与硬化效应交替领先的结果。图1合金热处理后的显微组织Fig.1Microstructureofthealloyafterheattreatment从图2还可看出，温度为800℃以上时，应变速率为0.1、1s-1时，在初始变形阶段，出现一个明显的应力峰，随后应力突然降低，这种现象称为应力不连续屈服现象[5]。产生这种现象是因

本文编号：2555151