TiC_(p)/Ti复合材料环件成形数值模拟及实验研究

为了研究TiC_(p)/Ti复合材料环件成形能力,采用Deform-3D软件对不同温度预热后的坯料在不同冲孔速度下的环件成形过程进行数值模拟,分析了凸模载荷、最大主应力、金属流动速率和损伤值变化。结果表明,高的预热温度和低的冲孔速度有利于材料成形,综合考虑最终确定1000℃预热和30 mm/s冲孔速度为环件成形的最佳工艺。本研究通过1050℃镦拔锻造制备锻坯和1000℃、30 mm/s下冲孔,成功制备得到了TiC_(p)/Ti复合材料环件,所得环件微观组织比较均匀,由片层α相、等轴α相、残余β相和TiC_(p)构成。TiC_(p)/Ti复合材料环件的室温抗拉强度达1237.08 MPa,延伸率为5.0%,650℃下的抗拉强度达757.35 MPa,延伸率为7.8%,兼具优异的室高温力学性能,可满足航空航天工业对高温钛基材料环件日益增长的性能需求。

热处理工艺对近α高温钛基复合材料锻件组织性能的影响

采用扫描电镜、电子万能材料试验机研究了整体锻造成形的TiBw增强高温钛基复合材料锻件的组织和性能,以及不同热处理工艺对锻件组织和性能的影响。结果表明:锻件组织为双态组织,在650℃时表现出优异的高温性能,但在700℃时其强度出现了大幅下降。对锻件进行了不同的热处理,发现随着固溶温度的升高,α相含量和尺寸逐渐降低。另外,其拉伸强度随着固溶温度的升高而升高,但其塑性则会降低。当固溶温度为1030℃时,可以得到等轴α相含量为18.58%的双态组织,此时高温性能最为优异。其屈服强度为514.0 MPa,极限抗拉强度最高为594.0 MPa,延伸率为13.9%。