应变速率循环法构建TC4-DT钛合金本构方程

采用应变速率循环法在超塑拉伸机上对TC4-DT钛合金进行三组高温超塑性拉伸实验,变形温度为850～890℃,应变速率为3.3×10^-5～3.3×10^-3s-1.通过对拉伸实验数据的分析计算出TC4-DT钛合金动态再结晶激活能,并利用Arrhenius模型构建TC4-DT高温条件下的超塑性本构方程.结果表明：TC4-DT钛合金的流动应力对变形温度较为敏感,随着温度的升高,流变应力逐渐减小,软化机制愈发明显,870℃附近的超塑性较好,伸长率达到554％.

TC4-DT合金的超塑性变形及其本构方程

采用CMT4104电子万能拉伸试验机分别进行温度为870℃,应变速率为3.3×10-4s-1的恒应变速率和温度为850~890℃,应变速率为3.3×10-5~3.3×10-3s-1的应变速率循环法超塑性拉伸实验。结果表明:在变形过程中存在动态回复与动态再结晶现象,并采用Avrami方程描述了动态再结晶动力学行为;基于应变速率循环法获得了TC4-DT合金的本构模型,再通过1stopt软件加以回归拟合,得到较为精确的TC4-DT合金超塑性变形本构方程。

TC4-DT钛合金基于最大m值的超塑变形

采用最大m值法,在温度分别为850℃、870℃、900℃下,对改锻前及改锻后的TC4-DT钛合金棒材进行超塑性拉伸实验。实验结果表明,根据最大m值法拉伸试样TC4-DT在870℃的变形温度下,延伸率达到了最大值1240%,表明该类型TC4-DT钛合金的最佳超塑性变形温度在870℃左右;并且改锻后较细晶粒尺寸的TC4-DT棒材的超塑性明显高于改锻前的较粗晶粒组织,延伸率平均提高了一倍;分析显微组织可知,在超塑性拉伸变形中发生了动态再结晶。

TC4-DT合金应变诱发最大m值超塑性变形研究

采用基于最大m值法的应变诱发超塑性工艺，研究了TC4-DT钛合金在850～900℃和预应变量为1．0～2．0时的超塑性变形行为特征，确定了其最佳工艺参数。结果表明：在预应变量相同的条件下，随着温度的升高，合金的伸长率先增后减，在温度相同的条件下，随着预应变量的增加，合金的伸长率先增后减。超塑性变形后其内部发生了明显的动态再结晶，应变诱发最大m值超塑性的主要变形机制是晶界滑移，动态回复和动态再结晶为变形机制的辅助机制。最佳的工艺参数为变形温度870℃、预应变量1．5，最大伸长率1033％。

TC4-DT合金改锻工艺及超塑性变形行为

为研究TC4-DT钛合金的细化机理与超塑性变形行为，采用三维镦拔形变热处理改锻工艺对供货态的TC4-DT合金进行细晶化处理，并在电子拉伸实验机上采用最大m值法对细晶化和供应态的TC4DT进行拉伸实验。结果表明，采用三维镦拔工艺可简单有效的细化TC4-DT合金的原始组织，平均晶粒尺寸由原始组织的70μm细化至15μm；在变形温度850℃-900℃、最大m值法的试验条件下，处理后的TC4DT合金均表现出比供货态超塑性能好，最佳变形温度为870℃，最大延伸率可达到1233％。