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航空超導生物等低溫工程領域用TA7鈦合金板材高溫拉伸變形

發布時間: 2024-01-16 15:29:17    瀏(liu)覽次數(shu):

低溫工程用材料的要求有:熱傳導率和熱膨脹系數低,低溫韌性好,比強度高等[1]。鈦合金具有密度低、無磁性、耐腐蝕性好的特性,被廣泛應用于宇航、超導和生物醫學等低溫工程領域[2?5]。其中 Ti5Al2.5Sn又名TA7鈦合金,是一種單相 α 鈦合金,其在退火狀態下有良好的強度和塑性。通過多鐓多拔鍛造工藝生產的 TA7 ELI合金,其間隙元素(C,H,O,N)含量較低,在低溫條件下具有充足的韌性儲備,是一種綜合性能優良的超低溫用鈦合金[6?8],可在溫度低于 20K 的環境使用,已被美日等國用于制造火箭儲氫容器 和超導發電部件[9];但其在塑性成形與使用過程中存在成品率低、易開裂和粘結磨損等問題[10?11]。目前,TA7 ELI 鈦合金板材成品率通常只有 30%左右,屬于難加工材料[12]。針對鈦合金的高溫超塑性變形行為已有大量的研究,其中,蘇娟華等[13]對 TA10 鈦合金在變形溫度 800~1050 ℃,應變速率 0.01~5 s?1 下的Gleeble 拉伸變形行為進行了研究,結果表明在相變點以下的溫度區間,隨著變形溫度的升高,TA10 鈦合金的強度和塑性下降。徐凱等 [14]對 TA12A 板材在900~940 ℃,應變速率 5×10?4~1×10?3 s?1 下的高溫爐中拉伸進行研究,發現拉伸段的晶粒尺寸變大是長時間保溫和應變誘導共同作用的結果。GHASEMI等[15]研究 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si 合金在應變速率 0.001~0.1 s?1、溫度范圍 100~600 ℃的高溫壓縮流變行為,發現絕熱加熱會使實驗材料出現內部流動局部化現象,并產生明顯的負應變速率敏感性。東赟鵬等[16]通過熱壓縮試驗研究了TA7鈦合金在變形溫度 850~1000 ℃、應變速率 0.001~0.1 s?1 條件(jian)下的(de)流變應力變化規律,結果表明:隨著變形溫度的(de)升高(gao)和(he)變形速率的(de)降低(di),達(da)到(dao)相同變形程(cheng)度的(de)合金(jin)試(shi)樣的(de)流變應力顯著降低(di)。

鈦合金板

目前對TA7鈦(tai)合金(jin)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)多集中于不同的(de)(de)生(sheng)產(chan)制備成(cheng)形(xing)工(gong)藝對板(ban)(ban)(ban)材(cai)(cai)組織性能的(de)(de)影響以及對其低溫變(bian)形(xing)機理的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)[17],對板(ban)(ban)(ban)材(cai)(cai)鈦(tai)合金(jin)高(gao)溫拉伸變(bian)形(xing)行為(wei)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)較少,TA7鈦(tai)合金(jin)的(de)(de)高(gao)溫變(bian)形(xing)規律還不清楚。本(ben)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)針對板(ban)(ban)(ban)厚為(wei) 4 mm 的(de)(de) TA7 ELI 材(cai)(cai)料進行高(gao)溫狀態下的(de)(de)力(li)學(xue)性能研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu),通過(guo)(guo)對比評價其高(gao)溫變(bian)形(xing)行為(wei),為(wei)TA7 ELI 板(ban)(ban)(ban)材(cai)(cai)的(de)(de)高(gao)溫塑性成(cheng)形(xing)的(de)(de)制備過(guo)(guo)程提供(gong)理論依據。

1、 實驗

板材的高溫拉伸實驗在熱模擬試驗機 Gleeble 上進行,應力?應變曲線擬測量材料在高溫下的拉伸曲線。高溫段選取 5 個溫度,分別為 800、850、900、950 和 1000 ℃。在高溫下,分別采用兩種應變速率,0.01 s?1 和 0.001 s?1,由(you)此,高(gao)(gao)溫(wen)段的(de)(de)拉(la)(la)(la)伸曲(qu)線共(gong)測(ce)量10 種情(qing)況(kuang)。Gleeble 測(ce)試可以快速(su)獲得(de)(de)材料(liao)發生超塑性(xing)變形的(de)(de)溫(wen)度區(qu)間(jian)和應變速(su)率范圍,但采用此方法,試樣上(shang)溫(wen)度分布不均(jun)勻,故采用爐中高(gao)(gao)溫(wen)拉(la)(la)(la)伸實(shi)驗對Gleeble 實(shi)驗結果進行驗證。測(ce)試材料(liao)在(zai)拉(la)(la)(la)伸速(su)率為0.02 mm/s 時的(de)(de)伸長(chang)率和抗拉(la)(la)(la)強度,記錄拉(la)(la)(la)伸過程的(de)(de)載 荷?位移曲(qu)線,得(de)(de)出材料(liao)在(zai) 950 ℃和 1000 ℃下(xia)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)拉(la)(la)(la)伸曲(qu)線,來驗證 Gleeble 熱模(mo)擬所得(de)(de)出的(de)(de)材料(liao)超塑性(xing)變形規(gui)律。

試(shi)(shi)驗材料為(wei) TA7 ELI(相(xiang)變點(dian)在 1025 ℃左右),采購(gou)自寶鈦(tai)集(ji)團,原始板(ban)材的(de)尺寸為(wei) 1100 mm×160mm×4 mm。選取平行面(垂直試(shi)(shi)板(ban)的(de)厚度方向)試(shi)(shi)樣進行金(jin)相(xiang)分析。試(shi)(shi)樣的(de)金(jin)相(xiang)組織如圖 1 所示,基體組織主(zhu)要為(wei)單(dan)相(xiang) α 相(xiang)。

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Gleeble 熱(re)模擬的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)形狀(zhuang)及尺寸如(ru)圖(tu)(tu) 2(a)所(suo)示,爐中高溫(wen)拉伸(shen)試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)形狀(zhuang)及尺寸如(ru)圖(tu)(tu) 2(b)所(suo)示。

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2、 結果與分析

2.1 熱模擬實驗結果

在不同(tong)應變(bian)速率和溫度作(zuo)用(yong)下(xia),TA7鈦合(he)金板材的(de)真(zhen)應力(li)(li)?應變(bian)曲線如圖 3 所(suo)示。在相同(tong)的(de)應變(bian)速率ε下(xia),大部分的(de)拉(la)伸曲線中真(zhen)應力(li)(li) s 先隨真(zhen)應變(bian) e 的(de)增加而(er)迅速上升,達到某值后又緩(huan)慢上升。隨著溫度的(de)升高,流(liu)(liu)變(bian)應力(li)(li)在總應變(bian)的(de)大約(yue) 4/5 處逐漸降低。當溫度由 950 ℃升高到 1000 ℃,流(liu)(liu)動(dong)應力(li)(li)發生明顯減小,最高應力(li)(li)和應變(bian)下(xia)降了 1/3 左右。比較圖 3(a)和(b)可知,應變(bian)速率越(yue)慢,流(liu)(liu)變(bian)應力(li)(li)越(yue)穩定,越(yue)容易(yi)獲得高的(de)伸長率。

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分析(xi)認為(wei)(wei)由于變(bian)形(xing)溫度的升高(gao),動(dong)(dong)態回(hui)復和動(dong)(dong)態再結晶(jing)更(geng)加容易進行[18],950 ℃前促(cu)使(shi)塑性(xing)(xing)提高(gao)的因素占主導(dao),升溫使(shi)軟(ruan)化作(zuo)用充分,減小(xiao)了材(cai)料流(liu)變(bian)應力。但溫度的升高(gao)也將促(cu)使(shi)晶(jing)粒(li)長大(da),當(dang)超過 950 ℃時,晶(jing)粒(li)嚴重長大(da)促(cu)使(shi)塑性(xing)(xing)下降,伸長率降低。且(qie)1000 ℃左(zuo)右時,實驗中易出(chu)現誤差,推(tui)測高(gao)溫區(qu)溫度超過 TA7 相(xiang)變(bian)點,試樣在β 區(qu)開始變(bian)形(xing),迅(xun)速形(xing)成粗大(da)的β組織,隨后以其為(wei)(wei)基體析(xi)出(chu)片狀 α 組織,從(cong)而(er)導(dao)致試樣的脆性(xing)(xing)增大(da),加速斷裂。

從圖 3 可以看出,相同溫度下,流變應力會隨著應變速率的增加而增大。分析認為,當應變速率較大時,板材變形速度較快,變形初期的位錯塞積與釘扎作用使加工硬化占主導作用[19]。之后頸縮發展所需變形應力增大,使其不斷向變形抗力更小的未發生頸縮的部位轉移。當應變速率高于最佳應變速率時,頸縮位置易產生缺陷而斷裂。綜合溫度和應變速率對試樣伸長率的影響,認為在 950 ℃到 1000 ℃,應變速率0.001 s?1 以(yi)下會(hui)有更明顯的(de)超(chao)塑性拉伸現(xian)象,因此(ci)在(zai)高溫爐中進行驗證實驗。

2.2 爐中高溫拉伸試驗(yan)結果

爐中高溫拉(la)(la)伸后(hou)的試樣形貌如圖 4 所示,斷后(hou)伸長率與屈(qu)服(fu)強度表 1 所示。除了一個在 1000 ℃下進行拉(la)(la)伸的樣品外,其(qi)他在 950 ℃下拉(la)(la)伸的樣品均出現了超塑性,其(qi)中最(zui)大伸長率達到 260%。

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爐(lu)中(zhong)拉伸(shen)(shen)實驗的(de)真應(ying)(ying)力?應(ying)(ying)變(bian)曲線如圖(tu) 5 所(suo)示,在(zai)此應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)下(xia)(xia),動態再結晶導致真應(ying)(ying)力逐漸減(jian)小,之后進入流變(bian)軟化階段。在(zai) 950 ℃下(xia)(xia),材(cai)料在(zai) bc 階段高(gao)(gao)(gao)溫軟化和拉伸(shen)(shen)硬化行為達到平(ping)衡,材(cai)料的(de)變(bian)形在(zai)宏觀(guan)上均勻(yun)程度很高(gao)(gao)(gao),可(ke)實現較長(chang)(chang)時間的(de)流變(bian)和較大的(de)伸(shen)(shen)長(chang)(chang)率(lv)。而在(zai) 1000 ℃下(xia)(xia)由(you)于(yu)變(bian)形溫度升高(gao)(gao)(gao)促進了(le)位錯(cuo)的(de)相消,加(jia)工硬化效應(ying)(ying)減(jian)弱(ruo),應(ying)(ying)力在(zai)斷裂(lie)前一(yi)直呈現明顯的(de)下(xia)(xia)降趨勢,伸(shen)(shen)長(chang)(chang)率(lv)較小。

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綜合比較兩個實驗結果,可以發現,在溫度為950 ℃,應變速率低于 0.001 s?1 時,鈦合(he)金的(de)最終(zhong)變形伸(shen)長率最高可達 260%,發(fa)生(sheng)了超塑(su)性變形。

2.3 實驗誤差(cha)分析(xi)

Gleeble 高(gao)溫(wen)(wen)應(ying)力?應(ying)變(bian)曲(qu)線的(de)測試(shi)原理(li)如圖 6 所(suo)示。測試(shi)過程中(zhong),試(shi)樣夾持在兩個(ge)循環(huan)水冷的(de)銅(tong)電(dian)極(ji)之間(jian)(jian),實時測試(shi)溫(wen)(wen)度(du)信(xin)號來(lai)對加(jia)熱電(dian)流(liu)進行調(diao)整,使高(gao)溫(wen)(wen)區域(yu)的(de)溫(wen)(wen)度(du)能夠按照輸入的(de)溫(wen)(wen)度(du)曲(qu)線進行變(bian)化。整個(ge)試(shi)樣的(de)溫(wen)(wen)度(du)分布是(shi)十分不(bu)均(jun)勻的(de),中(zhong)間(jian)(jian)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)區只(zhi)有大概 10 mm 長,夾持部位為室溫(wen)(wen)。由于中(zhong)間(jian)(jian)區域(yu)在高(gao)溫(wen)(wen)下的(de)屈服強度(du)較低,試(shi)樣發(fa)(fa)生(sheng)的(de)屈服變(bian)形主(zhu)要發(fa)(fa)生(sheng)在中(zhong)間(jian)(jian)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)區域(yu),在數(shu)據處理(li)中(zhong),一般采用高(gao)溫(wen)(wen)區域(yu)橫向(xiang)方向(xiang)的(de)位移量來(lai)推(tui)算其(qi)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)工程應(ying)變(bian)。

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在(zai)試樣發(fa)生(sheng)頸(jing)縮(suo)破壞(huai)時,頸(jing)縮(suo)位置具有隨機性,導致熱電(dian)偶(ou)的位置存在(zai)如圖 7 所示的三種情況。

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當熱電偶安裝在均勻變形區時,一旦試樣發生頸縮,由于頸縮區域的橫截面積迅速縮小,該區電阻和電流密度迅速增大,其溫度很快高于均勻變形區(測量點)的溫度,加速了破壞的進行,試樣的最終整體變形量較小,而且由于斷口處組織溫度超過實際設定,也會導致最終斷口處組織出現 β 轉變體;當熱電偶位于斷裂位置時,頸縮破壞在指定的溫度下持續進行,試樣的最終整體變形量較大。圖 8 所示為在 0.001 s?1 應(ying)(ying)變速率(lv)下拉伸試(shi)樣的最(zui)(zui)大工程應(ying)(ying)力與(yu)最(zui)(zui)大工程應(ying)(ying)變隨溫度(du)升高(gao)的變化情況,可以看出(chu)由于熱電偶安裝位置(zhi)與(yu)試(shi)樣發生(sheng)頸縮破壞位置(zhi)的不一致,材(cai)料(liao)破壞時測得的變形量相較于屈服強度(du)的有較大的分散性,工程應(ying)(ying)變偏差(cha)范圍在 0.29 到 4.42 之間。

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由此可知,Gleeble 熱(re)模擬實(shi)驗能夠(gou)部分替代(dai)爐中(zhong)高(gao)溫拉伸實(shi)驗,能較(jiao)為準(zhun)確的(de)(de)獲得材料在高(gao)溫下的(de)(de)屈服強(qiang)度和(he)抗拉強(qiang)度的(de)(de)數(shu)值。但其最大(da)變形量的(de)(de)測量誤差較(jiao)大(da),主要是由熱(re)電偶安裝(zhuang)位置與試樣(yang)發生(sheng)頸(jing)縮破壞位置的(de)(de)不一致所帶(dai)來(lai)的(de)(de)。

2.4 金相(xiang)組(zu)織特點

觀(guan)察應變速率 0.001 s?1,拉(la)(la)伸(shen)溫度分(fen)別 800 ℃和(he)(he)1000 ℃下試樣(yang)拉(la)(la)伸(shen)斷(duan)(duan)口與(yu)鄰近區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)金相(xiang)組(zu)織(zhi)圖(tu),如圖(tu) 9 所(suo)示。由圖(tu) 9 可知,800℃試樣(yang)在(zai)拉(la)(la)伸(shen)斷(duan)(duan)口和(he)(he)其鄰近區(qu)(qu)域(yu)出現(xian)兩種組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)過(guo)渡(du):鄰近區(qu)(qu)域(yu)處(chu)如圖(tu) 9(a)示意(yi)圖(tu)中的(de)(de)(de)(de)藍色(se)(se)區(qu)(qu)域(yu),細小的(de)(de)(de)(de) α 相(xiang)晶粒(li)(li)(li)保持良好的(de)(de)(de)(de)等(deng)軸性(xing),類似母材組(zu)織(zhi);而(er)在(zai)斷(duan)(duan)口處(chu)黑色(se)(se)區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)則出現(xian)了(le)大(da)量(liang)晶粒(li)(li)(li)尺寸粗大(da)的(de)(de)(de)(de) α 相(xiang)晶粒(li)(li)(li),在(zai)此(ci)區(qu)(qu)域(yu)還可以觀(guan)察到動態(tai)再結晶現(xian)象(xiang),有細小點(dian)狀的(de)(de)(de)(de)初生(sheng) α 相(xiang)生(sheng)成和(he)(he)破碎的(de)(de)(de)(de)晶粒(li)(li)(li)分(fen)布,如圖(tu) 9(b)所(suo)示。這說明(ming)TA7鈦合(he)金已經發生(sheng)了(le)部分(fen)區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)動態(tai)再結晶軟化。

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當理想溫(wen)度為 1000 ℃時(shi),試樣中出現三(san)種組(zu)織的(de)(de)過(guo)渡分布(bu),除了圖(tu) 9(c)示(shi)意圖(tu)藍色區(qu)域中類似母材的(de)(de)組(zu)織,離(li)斷(duan)口較近的(de)(de)灰色區(qu)域可以觀(guan)察到(dao)長大(da)變形(xing)的(de)(de) α 相(xiang)晶(jing)粒,如圖(tu) 9(d)所示(shi);在沿斷(duan)口的(de)(de)黑色區(qu)域處(chu)觀(guan)察有層片狀(zhuang) α 組(zu)織,主要源于高溫(wen)拉(la)伸時(shi)形(xing)成(cheng)的(de)(de) β相(xiang)在空冷時(shi)發(fa)生馬(ma)氏(shi)體相(xiang)變,形(xing)成(cheng)了集(ji)束(shu)針狀(zhuang)魏(wei)氏(shi)組(zu)織,如圖(tu) 9(c)所示(shi)。此時(shi)再結晶(jing)后的(de)(de)晶(jing)粒長大(da)已經成(cheng)為TA7鈦合金(jin)的(de)(de)主要軟化機制(zhi)。

由此可見,溫度的升高對TA7鈦合金微觀組織形貌具有一定的影響。在 800 ℃和應變速率為 0.001 s?1時,TA7鈦(tai)合金的(de)(de)斷口顯微(wei)組織中可以觀察到明顯的(de)(de)動態再結(jie)晶和(he)晶粒長大的(de)(de)現(xian)象。在 1000 ℃,相同(tong)應變速率下,斷口顯微(wei)組織中有(you)伴隨(sui) β 相變和(he)大變形(xing)量而出現(xian)的(de)(de)片狀 α 組織,軟化作(zuo)用較強。

3 、討論

3.1 應(ying)變(bian)硬化(hua)指數(shu) n

應變(bian)硬化指數 n 表示(shi)板材(cai)在塑性變(bian)形(xing)中變(bian)形(xing)抗力對應變(bian)的變(bian)化強度[20]。根據 Hollomon 經驗公式(shi)(shi),采(cai)用(yong)下式(shi)(shi)擬合硬化區域:

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式中:K 為(wei)強(qiang)度系數,對無明顯屈服點的真應(ying)(ying)力(li)?真應(ying)(ying)變曲(qu)線,應(ying)(ying)變硬化區域應(ying)(ying)取彈性變形(xing)結束至(zhi)峰值應(ying)(ying)力(li)之間區域,通過線性擬合 ln s?ln e 得到的斜率即為(wei) n的值,擬合曲(qu)線示意(yi)圖(tu)如圖(tu) 10 所(suo)示。

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由此可(ke)以(yi)獲(huo)得 TA7 ELI 鈦(tai)合金在(zai)不同(tong)溫度和應(ying)變(bian)(bian)速(su)率下的應(ying)變(bian)(bian)硬化指數(shu),如表 2 所列。由表 2 可(ke)知,n值大(da)的材料,應(ying)變(bian)(bian)硬化效應(ying)高,發(fa)(fa)生縮(suo)頸(jing)前依(yi)靠硬化使材料均勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)能力強,不會在(zai)變(bian)(bian)形(xing)量較(jiao)小的時(shi)候(hou)過早發(fa)(fa)生局(ju)部塑性變(bian)(bian)形(xing)而(er)出現頸(jing)縮(suo),從(cong)而(er)可(ke)實現較(jiao)大(da)和均勻(yun)的變(bian)(bian)形(xing)量。

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分析 n 值的擬合結果,發現在 0.001 s?1 的(de)應(ying)變速(su)率(lv)下(xia)其應(ying)變硬化(hua)現象隨著溫度(du)升高(gao)而加強。n 值在(zai)950 ℃最高(gao)為 0.236,在(zai)該(gai)條件下(xia),適當的(de)硬化(hua)能夠有效的(de)抑制頸縮,有望進(jin)一步發(fa)生(sheng)超塑性(xing)變形(xing)。隨著應(ying)變速(su)率(lv)的(de)降低,n 值增(zeng)大,材料更(geng)易在(zai)較(jiao)高(gao)溫度(du)下(xia)進(jin)行(xing)均(jun)勻變形(xing)。

3.2 應(ying)變速率敏感性(xing)指數 m

應變(bian)速率敏感性(xing)指(zhi)數m 表(biao)征金(jin)屬材(cai)料抵抗頸(jing)縮(suo)的(de)(de)能(neng)力(li),其大(da)小體現(xian)了流(liu)變(bian)應力(li)隨(sui)應變(bian)速率的(de)(de)變(bian)化而(er)變(bian)化的(de)(de)劇烈程度(du)。m 值(zhi)越(yue)高則材(cai)料抵抗頸(jing)縮(suo)發展能(neng)力(li)強(qiang),有利(li)于在軟化階(jie)段獲(huo)得較大(da)的(de)(de)伸長率。因此根據實(shi)驗結果,獲(huo)取 m 值(zhi)較大(da)的(de)(de)溫(wen)度(du)區間,可作為材(cai)料發生高溫(wen)大(da)變(bian)形(xing)的(de)(de)加工溫(wen)度(du)區間。

m 的定義式為:

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由(you)于(yu)材料在高溫下變形的本構方程為:

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式中:A 為常量;σ為應力;p 為晶粒指數;n 是應力指數,其值為 1/m;D0 為擴散因子;Q 為激活能。當只有溫度發生微小變化時,可以將e-Q/RT、應(ying)變速率和應(ying)力的對數等視為(wei)常(chang)量,由此可得到:

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兩邊取對數(shu),化簡得 1。

360截圖1634101467113115.jpg

在真應力?應變曲線的穩定變形階段選擇同一應變 e=0.4,取各應變速率 0.01、0.001 和 0.0005 s?1 下此點對應的(de)應力數據,繪制 ln s?ln e 曲線,其斜率即為m 值。在溫(wen)度由 900 ℃升到 950 ℃過程(cheng)中,m 值明顯增大,在 900 ℃以下 m 值小于(yu) 0.3,而在 950 ℃出現最大的(de) m 值 0.45;1000 ℃時,m 值出現小的(de)回落。

分析認為(wei)較(jiao)(jiao)大的(de)(de)應(ying)變速率會使試樣(yang)高(gao)溫軟化更不充(chong)分,造成應(ying)力升(sheng)高(gao)。結(jie)合之前(qian)推(tui)導(dao)出的(de)(de) 1/m 與 ln T 所具有的(de)(de)線(xian)性(xing)關系,擬合數據發現 m 與 1/ln T 的(de)(de)變化較(jiao)(jiao)符合線(xian)性(xing)規(gui)律。得出 m 值的(de)(de)計(ji)算公式為(wei):

m=17.44-121.48/lnT  ( 5 )

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總之,在(zai) TA7 超塑性變形中,位錯塞積和(he)晶粒長大導(dao)致的(de)硬化(hua)和(he)動態回復與再結(jie)晶導(dao)致的(de)軟(ruan)化(hua)是(shi)同時進行、相互(hu)競爭的(de),在(zai)最佳變形溫度下試樣的(de)硬化(hua)和(he)軟(ruan)化(hua)達到較好的(de)平衡才獲得較大的(de)伸長率。

4 、結論

1) 950~1000 ℃范圍內,應變速率低于 0.001 s?1時,TA7 ELI 鈦合金高(gao)(gao)溫(wen)拉伸會出現超塑性變形。采用(yong)高(gao)(gao)溫(wen)爐中拉伸實(shi)驗對結(jie)果進行了驗證(zheng),伸長率最高(gao)(gao)可達 260%。

2) Gleeble 高溫拉伸(shen)實驗能(neng)夠部分替代爐中(zhong)高溫拉伸(shen)實驗,獲得材料的(de)高溫屈服(fu)極限(xian)和抗拉強度。其(qi)變形量測量誤差較大(da)是由于試(shi)樣發生頸縮(suo)(suo)破壞時的(de)頸縮(suo)(suo)位(wei)(wei)置具有(you)隨機性,與熱(re)電偶的(de)安裝(zhuang)位(wei)(wei)置有(you)可能(neng)不(bu)一致。

3) 變形溫(wen)(wen)度對TA7鈦(tai)合金微(wei)觀(guan)組(zu)織(zhi)形貌有(you)較(jiao)大的(de)影響(xiang)。800 ℃時(shi),TA7鈦(tai)合金的(de)顯微(wei)組(zu)織(zhi)中(zhong)可以觀(guan)察到明顯的(de)動(dong)態再結晶現(xian)象(xiang)。溫(wen)(wen)度為 1000 ℃時(shi),TA7鈦(tai)合金微(wei)觀(guan)組(zu)織(zhi)中(zhong)出(chu)現(xian)了粗大的(de)層片(pian)狀 α 體,有(you)相變現(xian)象(xiang),晶粒長大的(de)軟化作(zuo)用較(jiao)強。

4)TA7鈦合(he)金應(ying)(ying)變(bian)(bian)硬(ying)化(hua)指數(shu)和應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)敏感性指數(shu)都有(you)隨著溫度升高(gao)而(er)增大的變(bian)(bian)化(hua)趨勢,在溫度為(wei)950 ℃時,到達峰值(zhi)分別為(wei) 0.236 和 0.45,此時,材料的伸(shen)長(chang)率(lv)也(ye)最大。應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率(lv)敏感性指數(shu) m 與溫度 T的擬合(he)關系為(wei):

m=17.44-121.48/lnT

REFERENCES

[1]EL-TAYEB N S M, YAP T C, BREVERN P V. Wear characteristics of titanium alloy Ti54 for cryogenic sliding applications[J]. Tribology International. 2010, 43(12): 2345?2354.

[2]王 松, 廖振華(hua), 劉偉強. 醫用鈦合金熱氧(yang)化處理工(gong)藝及(ji)其耐磨(mo)損(sun)、耐腐蝕性能(neng)和生物活性的研究進展[J]. 中(zhong)國有色金屬學報, 2014, 24(6): 1466?1473.

WANG Song, LIAO Zhen-hua, LIU Wei-qiang. Advances in thermal oxidation treatment of medical titanium alloys and their wear resistance, corrosion resistance and biological activity[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2014,24(6): 1466?1473.

[3]WANG H, SUNQ Y, XIAO L, SUN J. Effect of grain size on twinning behavior in Ti-2Al-2.5Zr alloy fatigued at 77 K[J]. Materials Science and Engineering A, 2012, 542:1?7.

[4]劉(liu)延輝(hui), 姚澤坤(kun), 寧永權(quan), 郭鴻鎮. 生物醫用 TC20 鈦(tai)合(he)金高溫變形行為(wei)及本構關系[J]. 材料(liao)工程, 2014(7): 16?21.

LIU Yan-hui, YAO Ze-kun, NING Yong-quan, GUO Hong-zhen. High temperature deformation behavior and constitutive relationship of biomedical TC20 titanium alloy[J]. Material Engineering, 2014(7): 16?21.

[5]林 翠, 趙 晴, 文慶杰. TC1 鈦(tai)合金的腐(fu)蝕(shi)加工及(ji)其對基體性能影響[J]. 材料工程, 2015, 43(7): 48?55.

LIN Cui, ZHAO Qing, WEN Qing-jie. Corrosion processing of TC1 titanium alloy and its effect on matrix properties[J].Material Engineering, 2015, 43(7): 48?55.

[6]趙永慶, 洪 權, 葛 鵬. 鈦(tai)及鈦(tai)合金(jin)金(jin)相圖(tu)譜[M]. 長沙:中南大學出(chu)版社, 2011: 143.

ZHAO Yong-qing, HONG Quan, GE Peng. Metallographic atlas of titanium and titanium alloys[M]. Changsha: Central South University Press, 2011: 143.

[7]金和喜(xi), 魏克(ke)湘, 李建(jian)明(ming), 周建(jian)宇, 彭文靜. 航空(kong)用鈦合金研(yan)究進展[J]. 中國有色金屬(shu)學報, 2015, 25(2): 280?292.

JIN He-xi, WEI Ke-xiang, LI Jian-ming, ZHOU Jian-yu,PENG Wen-jing. Research progress of titanium alloys for aeronautics[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2015, 25(2): 280?292.

[8]房衛萍(ping), 陳(chen) 淪, 史耀武, 虞文軍, 毛智勇(yong), 唐振云. 損(sun)傷容限鈦合金的研究進展及應用(yong)現(xian)狀[J]. 材(cai)料工程(cheng), 2010(9):95?98.

FANG Wei-ping, CHEN Lun, SHI Yao-wu, YU Wen-jun,MAO Zhi-yong, TANG Zhen-yun. Research progress and application status of damage tolerance titanium alloys[J].Material Engineering, 2010(9): 95?98.

[9]黃朝文, 葛 鵬(peng), 趙(zhao)永慶, 辛社偉, 周 偉, 李(li) 倩, 曾衛東. 低溫(wen)鈦合金的研(yan)究進展[J]. 稀有金屬(shu)材料與工程,2016, 45(1): 254?260.

HUANG Chao-wen, GE Peng, ZHAO Yong-qing, XIN She-wei, ZHOU Wei, LI Qian, ZENG Wei-dong. Research progress of low temperature titanium alloys[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2016, 45(1): 254?260.

[10] 李 煜(yu) 佳 , 軒(xuan) 福(fu) 貞(zhen) , 涂 善 東 . 應(ying) 力 比 和 殘 余 應(ying) 力 對(dui)Ti-6Al-4V 高周(zhou)疲勞斷(duan)裂模式的影響[J]. 機械工程學報(bao),2015, 51(6): 45?50.

LI Yu-jia, XUAN Fu-zhen, TU Shan-dong. Effects of stressratio and residual stress on high cycle fatigue fracture mode of Ti-6Al-4V[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2015,51(6): 45?50.

[11] 朱延松, 盧文壯. 齒(chi)輪(lun)用 TC21-DT 鈦合(he)金表面(mian)稀土?硼共滲強化及其磨削加工研究[J]. 機械(xie)工程學報, 2017, 53(8):81.

ZHU Yan-song, LU Wen-zhuang. Study on rare earth boronizing strengthening and grinding of TC21-DT titanium alloy for gear[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017,53(8): 81.

[12] 孫玉晶, 孫 杰, 李劍峰. 鈦合金銑削加工(gong)刀(dao)具磨損有限元預測(ce)分析[J]. 機(ji)械工(gong)程學報, 2016, 52(5): 193?201.

SUN Yu-jing, SUN Jie, LI Jian-feng. Finite element prediction analysis of tool wear in titanium alloy milling[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(5): 193?201.

[13] 蘇娟華, 邵 鵬, 任鳳章(zhang). TA10 鈦合金高溫流變行為及(ji)拉(la)伸性能(neng)[J]. 材料(liao)熱(re)處理學報, 2018, 39(6): 14?20.

SU Juan-hua, SHAO Peng, REN Feng-zhang. Rheological behavior and tensile properties of TA10 titanium alloy at high temperature[J]. Journal of Material Heat Treatment,2018, 39(6): 14?20.

[14] 徐 凱, 韓維群, 賽(sai) 音(yin), 李保永. TA12A 高溫鈦合金(jin)超塑性工藝(yi)參數實(shi)驗研究[J]. 鍛壓技(ji)術, 2016, 41(7): 51?56.

XU Kai, HAN Wei-qun, SAI Yin, LI Bao-yong. Experimental study on superplastic process parameters of TA12A high temperature titanium alloy[J]. Forging Technology, 2016, 41(7): 51?56.

[15] GHASEMI E, ZAREI-HANZAKI A, MOEMENI S,GHAMBARI M, REZAEE M. An investigation into the warm deformation behavior of Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si

alloy[J]. Materials Science and Engineering A, 2016, 654:264?270.

[16] 東赟(yun)鵬, 于秋穎(ying), 方(fang) 爽, 王(wang)淑云, 王(wang)超淵, 宋(song)曉俊(jun).TA7鈦合金高(gao)溫流變行為研究[J]. 航空材料學報, 2015, 35(1):13?19.

DONG Yun-peng, YU Qiu-ying, FANG Shuang, WANG Shu-yun, WANG Chao-yuan, SONG Xiao-jun. Study on high temperature rheological behavior of TA7 titanium alloy[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2015, 35(1):13?19.

[17] 龐(pang) 洪(hong), 張海龍, 王希哲, 吳 凱, 陳 東. 包覆疊軋TA7鈦(tai)合(he)金薄板的組織(zhi)與力學性能[J]. 中國有色金屬(shu)學報, 2010, 20(S1): 66?69.

PANG Hong, ZHANG Hai-long, WANG Xi-zhe, WU Kai, CHEN Dong. Microstructure and mechanical properties of coated and rolled TA7 titanium alloy sheet[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2010, 20(S1): 66?69.

[18] ZHU Shen-liang, DONG Hong-bo, ZHANG Gui-hua CHENG Liu, YU Xin-ping. Superplastic tensile deformation behavior of TC21 titanium alloy[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys, 2014, 134(11): 1217?1221.

[19] WANG M, DONG H, ZOU Z, WANG X. Superplastic tensile deformation behavior and constitutive equation of TB8 titanium alloy[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys,2016, 36(1): 103?106.

[20] 徐雪峰, 王高潮(chao), 童(tong)國(guo)權, 董(dong)洪波. 基于(yu)溫(wen)度變化的AA5083 合金拉伸變形行為描述[J]. 塑性(xing)工程學報, 2011,18(1): 96?100.

XU Xue-feng, WANG Gao-chao, TONG Guo-quan, DONG Hong-bo. Description on tensile deformation behavior of AA5083 alloy based on temperature changing[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2011, 18(1): 96?100.

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