ti-7cu合金半固态变形行为研究

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1、分类号:TB310710-2012131025硕士学位论文Ti-7Cu合金半固态变形行为研究雒创导师姓名职称陈永楠副教授申请学位级别硕士学科专业名称材料加工工程论文提交日期2015年05月28日论文答辩日期2015年06月05日学位授予单位长安大学ResearchontheSemi-solidDeformationoftheTi-7CuAlloyAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LuoChuangSupervisor：Asso.Prof.ChenYongnanChang’anUniversity,Xi’an,C

2、hina摘要摘要钛合金凭借独有的特性，在航空航天，石油能源，生物医用等领域的起着重要作用。由于钛合金加工困难且成本较高，导致了与钛相关的产品价格居高不下。1970年半固态成形技术被提出以来，已经在镁铝及其合金中迅速发展，钢铁材料也在探索中。而钛铜合金中，除课题组等研究了Ti14，Ti230合金的半固态变形行为及力学性能之外，其他人很少涉及。因此，开展Ti-7Cu合金的半固态变形技术的研究，为钛合金半固态成形技术提供了理论基础和科学依据。本文以铸态Ti-7Cu合金为研究对象，在热模拟试验机（Gleeble3500）上进行了不同工艺参数条件的半固态变形试验，变形温度为：1

3、223K，1273K，1373K，1473K。变-1-1-1-1形速率为：0.005s，0.05s，0.5s，5s。变形程度均为50%。通过获得不同工艺参数条件的应力应变曲线，分析了合金的半固态变形行为，建立了合金在1223K-1473K区间的本构方程，计算了不同参数下合金的变形激活能，结合不同半固态温度，变形速率下的变形组织，探讨了合金的变形机制。通过绘制合金不同应变下的热加工图，确定了合金的加工安全区和加工危险区。Ti-7Cu合金的半固态变形试验结果表明：半固态变形过程中，Ti-7Cu合金的流变应力有变形温度和变形速率的敏感性；流变应力随温度的升高和应变速率的降低

4、而减小，-1-1随温度的降低和应变速率的升高而增大，在0.5s-5s范围内，流变应力增幅最大；在1223K-1473K区间内建立的本构方程，较好的符合Arrhenius双曲正弦关系；变形激活能的大小主要由变形温度和流变应力的共同决定；当温度高于1273K时，合金晶界处逐步析出液相，变形机制由固相粒子塑性变形（PDS）转变为固相粒子滑移（SS）或者固液相混合流动机理（FLS），当温度升高至1323K-1373K，变形机制发生了较大的变化；不同变形参数下，各个变形机理所占比例不尽相同；通过合金的热加工图，确定出了温-1-1度在（1543K-1598K），应变速率在（0.0

5、025s-10s）区域会发生动态再结晶，属于加工-1-1安全区域。温度为（1498K-1583K），应变速率为（10s-100s）属于加工失稳区，温度-5-1-3-1为（1473K-1543K），应变速率为（3×10s-10s）和温度（1643K-1773K），应变速率-5-1-4-1为（3×10s-3×10s）的区域容易出现超塑性或开裂现象。关键词：钛合金，半固态变形，本构方程，热加工图I长安大学硕士学位论文AbstractTitaniumalloyplaysanimportantroleinmanyfieldsaccordingtoitsspecialcharac

6、teristics.Suchas:aerospace,energy,petroleumandbiomedicalfield.Thehighlycostpriceandthedifficultyofprocessingtechnologyleadtothepriceoftitaniumalloyproductionmaintainingahighprice.ThesemisolidprocessingtechnologyhaddevelopedrapidlyinAl,Mgalloyandsteelsince1970.NobodyelseinvolvedTi-Cuallo

7、yexceptseminarwhoresearchedthesemisoliddeformationbehaviorandmechanicalpropertyofTi14andTi230alloy.Therefore,thesemisolidprocessingtechnologyofTi-Cualloycanprovidedtheoryandfoundationforsemisolidprocessingtechnologyoftitaniumalloy.Thisarticleresearchedthesemisoliddeformationbeh