TA15钛合金高温压缩变形行为与组织研究.pdf

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1、第33卷第3期航空材料学报Vo1．33．No．32013年6月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSJune2013TA15钛合金高温压缩变形行为与组织研究李成铭，李萍，赵蒙，薛克敏(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)摘要：采用圆柱试样在Gleeble3500型热模拟机上对TA15钛合金进行等温热压缩实验研究。通过实验获得了该种材料在不同工艺参数下的真应力一应变曲线以及其变形过程中的微观组织形貌，并采用电子背散射衍射(EBSD)技术对TA15合金的热压缩变形织构进行研究。实验结果

2、表明，TA15钛合金在高温变形时，其他工艺参数相同下，变形温度降低，应变速率升高，流动应力升高。变形过程中，在相变点以下，软化机制以动态再结晶为主，相变点以上软化机制主要以动态回复为主。不同变形条件下分别存在再结晶织构和形变织构。关键词：TA15钛合金；流动应力；微观组织；织构doi：10．3969／j．issn．1005—5053．2013．3．005中图分类号：TG146．23文献标识码：A文章编号：1005．5053(2013)03—0025—05钛具有储氢、超导、耐蚀、重量轻、形状记忆、超弹和高阻尼等特殊功能

3、，是新型功能材料和重要的1实验生物材料。目前钛合金在单相区的变形机制和微观组织演变规律方面的研究较成熟，但就目前复杂变本工作采用热模拟实验和观测方法，分析TA15形工艺和双相组织变形过程的研究成果多数还处于钛合金在不同热工艺参数下的流动应力一应变曲线定性的研究阶段。因此，进一步研究钛合金热变和组织演变规律。形机制及微观组织演变规律对于优化钛合金热加工TA15是一种高Al当量近钛合金，其名义化工艺参数、预测和控制钛合金热加工组织、提高钛合学成分(质量分数／％)为A16．96，V2．31，Zn2，Mo金产品性能具有重要意

4、义，这方面的研究一直是国1．7，其余是Ti。实验试样尺寸为~blOmm×15ram的内外学者研究的重点。圆柱体，实验材料经差热分析法(DSC)测定(+TA15钛合金具有高比强度、抗蠕变性和耐腐B)／13相变点在970～980oC之间。在Gleeble一3500蚀性及良好的焊接性能，在航空领域应用广泛，如实验机上进行等温压缩实验，试样升温速率为飞机格框、机匣等。为了保证零件的性能，需10cIC／s，热加工参数为：应变速率0．01～1s～；变形要严格制定热成形工艺方案以控制变形过程的组量40％和60％；变形温度900～1

5、050℃。在1000oC织演变，获得理想的性能。变形量、温度和应变速以下进行压缩实验前要保温3rain，因为钛合金的导率对微观组织演变过程有显著影响，因此，热性较差，在1000℃以上变形前保温1min以防止本工作探究了TA15钛合金在高温下变形过程中晶粒过度长大，变形过程采用B型热电偶对温度进应力．应变特点和组织演化的规律，并研究了变形行实时测量以保证试样温度能够准确反馈并对其进量、温度和应变速率对TA15钛合金高温变形行为行有效控制。在变形后立即喷雾水淬以保持高温变的影响。形时的组织形态。变形试样沿轴线切开，制样后

6、在4XB．TV型倒置金相显微镜上观察变形区变形后组织，再对试样采用电解抛光处理后进行EBSD测试。收稿日期：2012-11—10；修订日期：2013-02．252结果与分析基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175137)；安徽省自然科学基金资助项目(1308085JGD02)2．1流变应力行为分析作者简介：李成铭(1986一)，男，硕士研究生，主要从事材料成形过程控制及组织模拟，(E—mail)lichengming21@126．corn对等温热压缩实验获得的TA15钛合金在不同通讯作者：李萍，女，教授，(E—

7、mail)cisil314@sohu．com。工艺参数下的真应力．真应变曲线进行摩擦修第3期TA15钛合金高温压缩变形行为与组织研究29[7]DINGR，GUOZX，WILSONA．MicrostructureevolutionofMaterialsandEngineering，2009，38(1)：19—24．aTi—6Al4Valloyduringthermo—mechanicalprocessing[13]许国栋．TA15钛合金的热压缩变形性能[J]．金属学[J]．MaterialsScienceandEngi

8、neering(A)，2002，327：报，2002，38(增刊1)：230—232．233—245．(XUGD．HotCompressivecharactersofTA15titannium[8]OUYANGDL，WANGKL，CUIX．Dynamicrecrystalli—alloy[J]．ActaMetallurgicaSinica，20