细晶TC4钛合金的热变形行为及组织演化

发布时间：2017-12-21 08:07

  本文关键词：细晶TC4钛合金的热变形行为及组织演化　出处：《西安建筑科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：连续变断面循环挤压是一种新的大塑性变形法,具有改善和消除圆柱体镦粗时的单、双鼓形、压缩失稳及界面叠层等不均匀变形的优点,同时该方法还可制备大体积的细晶材料。本文采用该方法制备了细晶TC4钛合金,该法制备的细晶TC4钛合金的晶粒尺寸约为2~3μm,在变形温度为1023~1223K,应变速率为0.001~10s-1的条件下对该细晶材料进行了热模拟压缩试验,为细晶TC4钛合金的热加工提供可参考的理论与工艺技术参数。主要研究内容及结论如下:(1)分析试样的流变应力曲线可知,在热变形开始阶段,合金的流变应力随着应变增加迅速增大,最后达到峰值;当应变继续增加,流变应力开始逐渐减小随后进入稳态流动阶段,真应力-应变曲线比较平稳。随着变形温度的升高与应变速率的降低,流变应力减小并逐渐趋于稳定,出现稳态流动。变形温度越高,应变速率越小合金进入稳态流动阶段所需的应变量越小。(2)采用Arrhenius方程和BP人工神经网络分别建立了经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金的本构方程,结果表明Arrhenius型本构方程的建模过程比较复杂,涉及到的参数计算较多,精度不高,而神经网络模型与之相比则相对简单,只需设定网络隐含层层数及节点数,且BP神经网络模型不给出特定的模型方程,因此无需大量的参数计算。两种本构方程的预测值与实验值的相关度和相对误差表明,BP人工神经网络模型预测值更加精确,比较适合经连续变断面循环挤压制备的细晶TC4钛合金流动应力的数值模拟。(3)对热模拟压缩后试样的显微组织进行观察分析可知:随着变形温度的升高,α相晶粒尺寸逐渐变大,体积分数减小,但α相基本保留了等轴状组织,且组织均匀性程度改变较小。当变形温度为900℃时,α相体积分数明显减小,晶粒尺寸变大,组织均匀性较差,且晶界间析出的β相增多。当变形温度升高到950℃时,α相晶界基本消失,等轴组织粗化。随着应变速率的减小,初生α相颗粒有明显长大的趋势。结果表明,当变形温度为750~800℃,应变速率0.001~0.1s-1时其组织为比较均匀细小的等轴状。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.23

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本文编号：1315326