TA15钛合金薄板室温弯曲有限元模拟及破裂机制

以TA15钛合金薄板为研究对象,利用Abaqus软件模拟了室温下TA15板材在不同弯曲角度下的变形过程,得到了不同弯曲角度下的应力-应变分布情况,确定了TA15钛合金薄板弯曲变形破裂的极限角度。为验证数值模拟结果和研究破裂机制,利用弯曲试验机进行了三点弯曲试验。结果表明,当弯曲角度达到120°时,试样发生破裂,试样产生裂纹的角度与有限元模拟结果一致,弯曲处剖面的硬度值与模拟结果的应力值趋势同样吻合。此外,通过观察试样不同弯曲角度的剖面显微组织,得到TA15板材冷弯破坏机制。结果表明,在不同的弯曲角度下,变形区域均出现细小晶粒,破裂机制为:在弯曲角度较小时,组织以纤维状为主,有少量等轴α相和晶间β相;随着弯曲角度增加,有亚晶界在变形区域产生,并且拉长的条状α相部分破碎,有更加细小条状和微小等轴α相出现,当弯曲角度进一步增大时,基体中的条状α相部分破碎,空洞的萌生导致破裂。