热变形对47Zr-45Ti-5Al-3V合金在变形过程中α→β相转变的影响（英文）

研究应变速率和变形温度对具有初始片状α相的47Zr-45Ti-5Al-3V合金在热变形过程α→β相转变的影响。结果表明,当变形温度为550°C时,α相的体积分数随应变速率的增加而降低;而当变形温度为600和650°C时,随应变速率从1×10^(-3) s^(-1)增大到1×10^(-2) s^(-1),α相的体积分数先增加到一个最大值,随后随应变速率的增加而逐渐下降;当变形温度为700°C时,整个变形过程中合金组织由单一β相组成。在一个给定的应变速率条件下,α相的体积分数随着变形温度的增加而降低。随着应变速率的降低和变形温度的增加,球状α相的体积分数和尺寸逐渐增加。当变形温度达到650°C和应变速率降低到1×10^(-3) s^(-1)时,片状α相完全转变为球状α相。α相的体积分数及形貌随应变速率和变形温度的变化显著影响合金的硬度。

热变形参数对47Zr-45Ti-5Al-3V合金β→α相转变的影响

采用Gleeble 3500热模拟实验机和D/MAX-2500/PC型X射线衍射仪研究了热变形参数对47Zr-45Ti-5Al-3V合金β→α相转变的影响。结果表明,在850℃固溶处理后,该合金发生完全再结晶,再结晶晶粒尺寸为224μm,合金的组织由单一β相组成。在α+β两相区热变形过程中,该合金将发生β→α相的转变,其相变行为依赖于应变速率和变形温度。在低应变速率变形时,该合金发生了β→α相的转变;而在高应变速率变形时,该合金发生α→β相转变。在低温高应变速率变形时,该合金中析出的α相为针状。随变形温度的升高和应变速率的降低,针状α相发生球化,而且球状α相的体积分数逐渐增加。当变形温度为600℃和应变速率为10-3s-1时,针状α相完全球化。

47Zr-45Ti-5Al-3V合金高温流变行为及本构模型研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机研究了47Zr-45Ti-5Al-3V合金在变形温度为650~850℃和应变速率为1×10-3~1×100s-1的热变形行为。结果表明变形温度和应变速率对47Zr-45Ti-5Al-3V合金的热变形行为有显著影响。在低温和高应变率下,在变形初期阶段合金的流变曲线表现出一个显著的应力降现象,应力降幅值随变形温度的增加和应变速率的降低而降低,合金仅发生动态回复。在高温和低应变率下,真应力-应变曲线表现出典型的动态再结晶特征,流变应力随应变的增加先增加到一个峰值,随后随着应变的增加逐渐降低到一个稳态值。峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。Arrhenius-type本构方程在不同应变下的材料常数(α,Q,n和ln A)已经算出。热变形激活能Q随应变的增加先增加然后降低,而n随应变的增加逐渐降低到一个恒定值。通过应变补偿的Arrhenius-type本构方程对合金热变形过程中的流变应力进行预测,表明预测的流变应力值与实验数据吻合较好。

温度对Zr-45Ti-5Al-3V合金准静态力学性能的影响

在-100~200℃范围内不同应变速率（10-4,10-3和10-2s-1）下利用准静态拉伸和压缩实验研究了温度对Zr-45Ti-5Al-3V合金力学性能的影响.结果表明,在拉伸条件下,Zr-45Ti-5Al-3V合金具有较高的屈服强度和抗拉强度,室温时其屈服强度超过1355 MPa,但延伸率较小.随着温度的升高,合金的屈服强度和抗拉强度均下降,而塑性变形量则上升.在压缩条件下,温度对屈服强度的影响与拉伸时一致,而塑性变形量和断裂强度均在室温时最高,其他温度下变化规律与拉伸时一致.应变速率对合金的力学性能影响不大.

47Zr-45Ti-5Al-3V合金的应力诱发马氏体转变行为

采用Gleeble 3500热模拟试验机和D/MAX-2500/PC型X射线衍射仪研究了亚稳态β相47Zr-45Ti-5Al-3V合金室温压缩变形过程中的应力诱发马氏体转变行为。结果表明,在压缩变形过程中,应力诱发马氏体的数量随应变速率和初始β相晶粒尺寸的降低而增加。随应变速率和初始β相晶粒尺寸的增加,应力诱发马氏体的触发应力逐渐增加,而抗压强度逐渐降低。加工硬化率随真应力的变化曲线可分为3个阶段,第2和第3阶段的加工硬化率随应变速率和初始β相晶粒尺寸的降低而增加。

新型高强度钛合金47Ti-45Zr-5Al-3V退火后的微观组织与力学性能

通过对47Ti-45Zr-5Al-3V合金进行不同温度退火处理,对其微观组织与性能的演变规律进行研究。结果表明,经过高温锻造后的47Ti-45Zr-5Al-3V合金由α+β相组成,在550℃以上温度热处理时合金中α相向β相转变。随温度升高合金中β相含量增加,当温度为800℃时α相全部转变为β相。热处理对47Ti-45Zr-5Al-3V合金的力学性能的影响取决于α相和β相含量。合金抗拉强度随β相含量增加降低,而伸长率增加。

Ti-35421合金在β单相区的热变形行为及动态再结晶机制

利用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421)合金进行β单相区等温压缩实验,研究该合金在变形温度为820~900℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)的热变形行为和显微组织演化。研究结果表明,该合金的不连续屈服现象和流变软化受应变速率和变形温度的影响。确定Ti-35421合金的动态再结晶临界条件和动力学模型,并建立Arrhenius本构模型,该本构模型可准确预测Ti-35421合金在β相转变温度以上的流变行为。EBSD结果证明,变形软化机制为动态回复和动态再结晶。此外,确定热变形中的再结晶机制为连续动态再结晶,并建立再结晶晶粒尺寸的计算模型。通过对比发现,再结晶晶粒尺寸的实验值和预测值间具有良好的线性相关性,表明该模型可精确预测再结晶晶粒尺寸的变化。

一种预测金属锻造过程失稳变形的模拟方法(英文)

提出一种利用失稳变形区热力参数窗口条件和有限元模拟相结合来预测锻造失稳变形的方法,并以Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金为例,将该钛合金的失稳变形区热力参数窗口条件集成到商业化的有限元模拟软件平台中。利用二次开发后的有限元模拟软件平台模拟了该钛合金在热压缩过程中失稳变形区的分布及其变化。模拟预测结果与实验结果吻合较好,说明所提出的失稳变形模拟与预测方法是可行和有效的。