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1、南昌航空大学硕士学位论文TC11钛合金基于最大m值的超塑性研究姓名：赵晓宾申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：王高潮20070501摘要钛及其合金具有密度小、比强度和比刚度高、耐腐蚀与抗疲劳、高温性能和焊接性能良好等一系列优良特性,在航天航空等军事工业和汽车等民用工业部门获得了广泛应用。本课题研究最大m值超塑性变形的实验方法和计算机闭环控制系统,分析了TC11钛合金采用该方法的超塑性变形特点。实验结果表明，经过细化处理的TC11钛合金,在900℃时恒应变速率法试验的最大延伸率为1260%，采用最大m
2、值变形方式可以获得异常高的超塑性,延伸率最大可达2300%。TC11超塑性变形以晶界滑移为主，并伴随晶内位错滑移，最大m值法超塑性变形能够使动态再结晶充分发生，是提高钛合金塑性有效方法。由于TC11钛合金在变形的过程中受到各种因素的影响，其最佳应变速率是即时变化的。通过PC、实验控制软件、DSP、灵敏传感器等组成的计算机闭环控制系统对钛合金TC11超塑性拉伸变形过程进行优化控制。求出各个时刻瞬时m值，对相邻m值加以比较。当速度在增加过程中，若mi＞mi-1则速度继续增加，若mi＜mi-1则速度减小；当速度在减
3、小过程中，若mi＞mi-1则速度继续减小，若mi＜mi-1则速度增大。在这个主导思想下，不断给机器发送即时最佳应变速率，使m值最终在一个较高的m值周围轻微波动，m值能够维持在较高水平上并持续较长时间，从而提高了钛合金的塑性。关键词：TC11钛合金；最大m值法超塑变形；应变速率敏感指数（m值）；最大m值法计算机闭环控制系统IAbstractTiandTialloyshaveaseriesofoutstandingproperties,suchassmalldensities,highspecificstreng
4、thsandrigidities,excellentcorrosion-resistingandantifatigueproperties,goodhightemperaturebehaviorandweddingperformances,andhavebeenextensivelyappliedtoaerospaceandautomobileindustries.Inthispaper,theemphasisisplacedontheexperimentmethodandthecomputercontrol
5、systemofmaximummsuperplasticitydeformation(MaxmSPD).ThesuperplasticdeformationbythismethodforTC11Titaniumalloyhasbeenanalysed.TheexperimentresultsshowthatfinegraintreatmemtTC11titaniumalloy,controlledbyMaxmSPD,producesmarkedsuperplasticbehaviour,oincomparis
6、onwiththoseconstantstrainratemethods.Forexample,at900C,theformerelongationis2300%,whilethelatterisonly1260%.ThesuperplasticdeformatiomofTC11titaniumalloygivesfirstplacetograinboundariesslip,accompaniedwithgrainintradislocationslip.Maximummsuperplasticitydef
7、ormationcanamplyoccurdynamicrecrystallization,itisalsoanefficaciouswaytoimprovedeformatiomofTitaniumalloy.Insuperplasticdeformation(SPD)process,strain-ratesensitivityexponent(m)isacriticalparameter,whichisusedtorepresent,articulateandquantifythesuperplastic
8、itylevel.Thehigherthemvalue,thebetterthesuperplasticityofthematerials.Whenthetitaniumalloyisinplasticdeformationweprobetheforceandspeedthroughsensorandcalculatethemvalue.Then,accordingtothefluctuations
