Ti-26钛合金热变形特征研究

在Gleeble1500热模拟试验机上对Ti-26(Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn-1Nb-1Zr)钛合金进行了恒应变速率压缩变形试验,温度范围为700～1020℃,应变速率范围为ε=10-3～10s-1,测试了其真应力-应变曲线,观察了变形后的组织。β区热压缩、变形的主要软化机制是动态回复;ε≤10-2s-1时,变形的过程中有动态再结晶现象发生,主要软化是动态回复起作用;ε≥10-1s-1时,变形时再结晶数量增多,但随温度的升高动态回复作用渐强。在热变形参数中,变形温度、变形速率对变形后的组织都有较大的影响,为获得细小均匀的组织,除了降低变形温度,增大变形量外,适当的提高变形速率也是一种可行的途径。

Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯热处理工艺研究

为选择一种Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺,采用感应加热处理,氩气保护热处理和真空热处理3种退火工艺进行实验。对经3种热处理后的试样用金相显微镜观察微观组织,用X射线衍射和透射电镜进行物相分析。对3种试样进行了力学性能测试。用扫描电镜对拉伸断口的形貌进行观察分析。对比3种退火工艺试样的力学性能和显微组织得出,感应退火试样的组织均匀,晶粒细小,拉伸断口布满韧窝,显示延性断裂。XRD和TEM分析表明,合金为bcc结构的β单相组织。相应试样的抗拉强度达802.5 MPa,延伸率为15.25%,断面收缩率为41%,综合力学性能比其它2种工艺试样优越。因此,确定790℃,3min AC感应退火为Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺。

基于BP神经网络的Ti-26钛合金本构模型

利用Gleeble-1500热模拟实验机，进行了Ti-26合金等温恒应变速率压缩试验，获得了不同温度（700～940oC）、应变速率（0．01～10s^-1）、真应变下的流变应力数据。基于实验数据，根据BP人工神经网络原理算法，建立了Ti-26钛合金高温塑性变形时流变应力的预测模型，训练结束后的神经网络即成为Ti-26钛合金的一个知识基的本构关系模型。预测结果表明，该神经网络本构关系模型具有很高的精度，可用于指导Ti-26钛合金热加工工艺的制定及热成形过程的有限元模拟。

Ti-26高强钛合金在大变形条件下的组织与性能研究

采用β锻造工艺制取Ti-26合金饼材,利用光学金相显微镜、透射电子显微镜与X射线衍射仪研究了Ti-26合金在不同变形量下的微观组织,及经过稍高于相变点热处理后的组织及相组成。利用万能试验机测其力学性能。结果表明:Ti-26合金变形前后的组织都是由β相和弥散分布的α相组成,所不同的是变形后α相含量增加,且由短棒状变成片状;在稍高于相变点温度固溶,再时效处理后,随着变形量的增加,强度先降低再升高,当变形量达到80%时,可以使合金得到较好的强度、塑性配合。

Ti-26高强钛合金斜轧穿孔工艺研究

研究了Ti-26高强钛合金斜轧穿孔制备管坯工艺。测试了穿制的Ti-26合金管坯的力学性能,用金相显微镜观察了管坯的显微组织,用扫描电镜分析了拉伸断口的形貌。结果表明,采用斜轧穿孔方式完全可以制备Ti-26高强钛合金管坯;在1050℃下,选择合适的轧辊转速和前进角可顺利穿制Ti-26高强钛合金管坯,其管坯的强度为815MPa,延伸率达到13%,断面收缩率达到45%,晶粒度按ASTME标准为6级,比穿孔前细化,断口呈明显的塑性断口,加工管材无需热处理可以直接进行轧制,道次加工率可达45.8%。

变形量和热处理工艺对Ti-26合金组织和性能的影响

研究了Ti-26合金经不同变形量变形后,在β相区和α+β相区分别固溶、时效的力学性能和显微组织的变化。研究发现,Ti-26合金经80%变形后,经730℃×30min+500℃×10h固溶时效的综合力学性能最好;变形量为50%￣80%时,随变形量的增加,强度变化不大,塑性得到明显提高;固溶时效后的组织为β基体和基体上弥散分布的短棒状α相。

时效析出对高强钛合金Ti-26拉伸性能的影响

研究了Ti-26合金固溶处理后,在不同时效温度条件下次生α相的析出特征以及室温拉伸性能。结果表明,在450～650℃范围内时效处理时,随着时效温度的升高,α相析出的体积分数先增多而后减少,Ti-26合金的抗拉强度与α相的体积分数也同样有着先升高而后减少的变化趋势。由于不同体积分数的α相对应着不同的抗拉强度与伸长率,所以,通过时效温度的调整可以使Ti-26合金得到不同抗拉强度与伸长率的配合,以适合不同的使用要求。