tc4dt钛合金热变形动态再结晶组织演变模拟的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanical&ElectricalEngineeringResearchonDynamicRecrystallizationMicrostructureEvolutionunderHotDeformationofTC4-DTTi-AlloyAThesisinMaterialProcessingEngineeringbyWangXiaofangAdvisedbyProfessorChenMinghe

2、SubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2012承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要TC4-DT是我国自主研发的新型损伤容限型两相钛合金，在航空航天高性能结构件方面的应用前景广泛。作为结构件材料其传统加工方法为热变形加工，由于热变形的内部微观组织状态决定其综合力学性能和机械性能，而动态再结晶在热变形过程中对组织演变的影响相对晶粒长大较大，所以研究热变形过程中的动态再结晶组织演变有助于获得理想的满足性能要求的微观组织，确定合理的热加工工艺以及了解在不同工艺条件下的微观组织演变趋势。本文以

4、TC4-DT钛合金为对象，基于热压缩模拟试验和金相试验，采用元胞自动机法完成合金在热变形过程中的动态再结晶组织演变模拟，模拟结果对TC4-DT钛合金热加工过程中组织的控制和工艺参数的优化，以及工件的性能控制具有重要的工程意义。利用Gleeble-3500热模拟试验机，对TC4-DT钛合金进行恒温、恒应变速率热压缩模拟试验，分析了TC4-DT钛合金的高温热变形行为，得出在本试验条件下，TC4-DT钛合金在950℃以下的相对较低温度条件下的变形机制和热变形激活能不同于950℃以上较高温度条件下的变形机制，变形温度较高且应变速率较低的工艺条件促进动态

5、再结晶行为的发生，而应变速率较高时一般只发生动态回复现象。同时构建了TC4-DT钛合金热变形条件下的Arrhenius本构方程。通过金相技术分析了TC4-DT钛合金在本试验条件下热变形过程中微观组织的演变过程，得出变形温度为950℃以上且应变速率较低时明显存在动态再结晶晶粒，与应力应变曲线分析一致，同时分析了热变形温度、应变速率以及变形程度等工艺参数对TC4-DT钛合金热变形过程中微观组织演变的影响，为进一步的计算机模拟提供实验基础。基于上述试验结果，采用元胞自动机法，借助MATLAB软件开发了相应的模拟程序，分别完成了TC4-DT钛合金较大长

6、宽比晶粒的单相和两相正常长大现象的模拟工作，在此基础上建立了TC4-DT钛合金动态再结晶的二维模型，完成了TC4-DT钛合金在β单相区变形时的动态再结晶过程进行了初步的模拟，为该合金热塑性变形过程中微观组织演变的深入模拟研究提供基础。关键词：TC4-DT钛合金，动态再结晶，组织演变，热变形行为，元胞自动机ITC4-DT钛合金热变形动态再结晶组织演变的模拟研究ABSTRACTTC4-DTalloyisourcountryself-developednewdamage-tolerantalloysundertheconceptofmoderndam

7、agetolerancedesigncriteria.Itisanewtypeoftwophaseα+βtitaniumalloy,whichhastremendousprospectinthehigh-performancestructuralpartsinaerospaceapplications.Becauseusedasaerospacestructuralparts,itsmainlyprocessingishotformingprocess.Sincetheinternalmicrostructureoftheworkpiecede

8、termineitsmechanicalpropertiesandmechanicalbehaviors,sothehotformingprocess