TC21钛合金热压缩工艺数值模拟与实验研究

对TC21钛合金在两相区进行了不同变形温度(830~920℃)和应变速率(0.01~1 s^(-1))下的热压缩实验,利用金相法和DEFORM-3D有限元模拟软件对合金在上述热变形条件下的热压缩过程进行了数值模拟研究。实验结果表明,随着变形温度的上升和应变速率的下降,合金α片层组织的球化体积分数不断增加。模拟结果表明,随着变形温度的上升和应变速率的下降,合金的等效应变和α片层组织的再结晶体积分数不断提高,等效应变和再结晶体积分数的最大都发生在合金的中心部位。当应变速率为0.1 s^(-1)、变形温度为920℃时,模拟获得的再结晶体积分数为40%,模拟结果和实验结果呈现较高的吻合度。将有限元模拟和热变形参数边界条件相结合,能够优化外部工艺条件。

亚β固溶对TB17钛合金初生α相、元素重分布及时效析出的影响

对TB17钛合金进行了亚β固溶处理(固溶温度800~835℃,固溶时间0.5~9 h),采用电子探针分析了Al、Mo、Nb元素在初生α相和β基体中的分布,研究了亚β固溶对合金初生α相析出、元素重分布规律及时效次生α相的影响。结果表明,合金在亚β温度固溶时晶内析出以针状初生α相为主,晶界析出以片层状初生α相为主。初生α相析出量随亚β固溶温度升高而降低,固溶温度高于825℃时基本不析出α相。初生α相尺寸随固溶时间延长而增大,固溶温度815℃时固溶时间超过2 h后,初生α相析出量达到稳态。Al元素倾向于在初生α相中富集,Mo和Nb元素则倾向于β基体富集。初生α相中心部位Al元素浓度较高,边缘部位较低,而Mo和Nb元素中心部位则浓度较低,边缘部位较高。增加初生α相析出量,会使β基体Al浓度降低,Mo、Nb元素浓度升高。初生α相较少(2%)时初生α相周围的次生α相以针状或片层状形貌为主,远离初生α相区域的次生α相以似网篮结构为主,初生α相较多(10%)时次生α相均以片层状形貌为主。