TA15鈦合金的名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V,屬于高Al當(dāng)量的近α型鈦合金。該合金既具有α型鈦合金良好的熱強性和可焊性,又具有接近于α+β型鈦合金的工藝塑性,是一種綜合性能優(yōu)良的鈦合金,被廣泛用于制造高性能飛機的重要構(gòu)件。對金屬熱態(tài)加工過程進(jìn)行數(shù)值模擬,需要確定材料對熱力參數(shù)的動態(tài)響應(yīng)特征,即材料的流動應(yīng)力與熱力參數(shù)之間的本構(gòu)關(guān)系,這對鍛造工藝的合理制定,鍛件組織的控制以及成型設(shè)備噸位的確定具有科學(xué)和實際的指導(dǎo)意義。
中國船舶重工集團(tuán)公司725所的科研人員以TA15合金的熱模擬壓縮試驗為基礎(chǔ),研究了變形工藝參數(shù)對TA15合金高溫變形時流動應(yīng)力的影響,這些研究對制定合理的TA15合金鍛造熱加工工藝,有效控制產(chǎn)品的性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了借鑒。
熱模擬壓縮試驗所用材料為軋制態(tài)Φ55mmTA15合金棒材,相變點為995±5℃,將該棒料切割加工成Φ8mm×12mm的小棒料進(jìn)行試驗。研究結(jié)果表明:
(1)TA15合金在高溫變形過程中,流動應(yīng)力首先隨應(yīng)變的增大而增加,達(dá)到峰值后再下降,最后趨于穩(wěn)定值。同一應(yīng)變速率下,隨著變形溫度的升高,合金的流動應(yīng)力降低;同一變形溫度下,隨著應(yīng)變速率的減小,合金的流動應(yīng)力減小。
(2)TA15合金屬于熱敏感型和應(yīng)變速率敏感型材料。應(yīng)變速率較小時,變形溫度對穩(wěn)態(tài)應(yīng)力和峰值應(yīng)力的影響較小;應(yīng)變速率較大時,變形溫度對穩(wěn)態(tài)應(yīng)力和峰值應(yīng)力的影響較大。變形溫度較低時,應(yīng)變速率對穩(wěn)態(tài)應(yīng)力和峰值應(yīng)力的影響較大;變形溫度較高時,應(yīng)變速率對穩(wěn)態(tài)應(yīng)力和峰值應(yīng)力的影響較小。
(3)建立了TA15合金高溫變形時的流動應(yīng)力本構(gòu)方程,經(jīng)顯著性檢驗和相關(guān)系數(shù)檢驗,證明所建立的方程具有較好的曲線擬合特性,方程的計算值與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。









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