TC4钛合金Y型回转体模锻件成形过程的有限元模拟

钛合金比强度高、耐腐蚀、生物相容性好,在航空航天、海洋工程等领域获得标志性应用。但是,由于钛合金提炼和加工成本高,限制其使用范围。通过数值仿真技术优化加工过程,缩短零件的试制周期,提高零件的材料利用率,对发展精密成形技术具有重要意义。本文对TC4钛合金Y型回转体模锻件的锻造成形进行了有限元模拟,得到成形过程中金属的充填流动规律,以及坯料上温度场、应力场和应变场的分布规律。根据模拟结果对模具设计和成形方式进行了优化,采用两步模锻的方案成功制备出该模锻件,且有限元模拟结果与实际模锻结果基本相符,对钛合金Y型回转体模锻件的成形具有指导作用。

热处理及酸洗处理对CP-1纯钛带材杯突性能的影响

采用带式轧制方式得到1.6 mm厚度CP-1纯钛带材,为了改善材料的塑性成形性能和指导后期制定冲压成形工艺,测试了不同热处理温度和表面状态下带材的杯突值(IE),分析了不同工艺处理后带材的显微组织、拉伸性能和表面硬度,研究了CP-1纯钛带材杯突值与热处理温度及表面腐蚀状态的关系,结果发现,在660~800℃,随着热处理温度增加,杯突值由6.3 mm降至5.0 mm,高温处理显著降低了CP-1纯钛带材杯突值;表面腐蚀减薄处理可以改善CP-1带材的杯突性能,在0.01~0.13 mm,随着腐蚀量增加,杯突值由5.8 mm提高至6.2 mm。

α凝固TiAl合金显微组织细化

片层TiAl合金因其低密度和优异的高温性能,成为650~900℃下取代镍基高温合金的候选材料。本文研究了热等静压和循环热处理的联合工艺对TiAl基合金(Ti-47Al-7Nb-2.5V-1Cr,原子百分比)中片层团尺寸的影响。结果表明,TiAl基合金热等静压后的微观组织分布很不均匀,但晶粒得到了细化。经单级热处理(HT1)后,TiAl基合金的片层团尺寸较为粗大,达到毫米级;而经双温热处理(HT2:1200℃/20 min→1000℃/20 min)可得到几乎全部为等轴γ相的组织;3次热循环处理后的TiAl基合金中片层团得到细化,其尺寸为50~80μm,且相较于单级热处理的TiAl基合金的力学性能得到显著提升。

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布。结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合。