航空难变形材料本构关系研究

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1、南昌航空工业学院硕士学位论文摘要TC11钛合金、Ti3Al基合金和2D70铝合金是三种重要的航空难变形材料，在航空领域具有广泛而重要的应用。这三种合金的锻造温度范围较窄，变形抗力和锻件的组织性能对变形热力参数敏感。本文基于这三种合金的等温恒应变速率压缩试验数据，对三种合金的本构关系进行了研究，研究结果对制定合理的锻造工艺和获得组织性能优良的锻件具有指导意义。对TC11合金在Thermecmater-Z热加工试验机上进行了变形温度在780℃～1080℃，-1-1应变速率在0.001s～70.0s范围内的等温恒应变速率压缩试验。根据

2、压缩试验所获得的不同变形条件下流动应力数据，绘制出了不同温度、不同变形速率下的真应力-真应变关系曲线，由这些曲线分析了变形温度、应变速率和变形程度对TC11合金流动应力的影响规律。在考察了Arrhenius型方程不能直接用来构造TC11合金本构关系的基础上，根据热力参数对TC11合金流动应力的影响特点，提出了TC11合金本构关系的数学模型，利用TC11合金的压缩实验数据对该模型进行多元线性回归处理，确定出了模型中的各系数值。误差分析表明，所确定的本构关系具有较好的精度，可满足工程上的应用要求。此外，利用压缩实验数据还计算出了TC

3、11合金在单相区和两相区不同应变量下的变形激活能，并对TC11合金在单相区和两相区的变形机制进行了初步分析。对Ti3Al基合金和2D70合金也分别进行了等温恒应变速率压缩实验，利用压缩实验数据分别绘制了两种合金的真应力-真应变关系曲线，分析了热力参数对两种合金流动应力的影响规律。根据热力参数对流动应力的影响特点，提出了这两种合金的本构关系模型。利用压缩实验数据，通过多元线性回归处理，确定出了这两种模型中的各系数。误差检验表明，所建立的本构关系计算出的流动应力值与实验值吻合尚好。关键词：变形温度应变速率应变量流动应力本构关系变形激

4、活能3南昌航空工业学院硕士学位论文AbstractTC11titaniumalloy、Ti3Albasealloyand2D70aluminumalloyareaeronauticaldifficult-to-deformmaterialsandhavebeengreatutilizedextensively.Theirstructureperformanceandtransformativeresistancearesensitivetothermalprocessingparameterssothattheappropria

5、terangesofthermalprocessingparametersbecomenarrow.Inthisresearch,basedontheexperimentalresultsofisothermalconstantstrainratecompressiontests,constitutiverelationshipsforthreekindsofalloyswerestudied.Theresearchoutcomehaveadirectivemeaningwhenconstitutingareasonablefo

6、rgingartsandcraftsfortheprocessdesignandobtainingforgingpiecewhichhasexcellentmicrostructureandproperty.IsothermalconstantstrainratecompressiontestsforTC11alloyhadbeencarriedoutbythethermecmaster-Zhotprocesssimulatorwiththerangof-1temperaturefrom780℃to1080℃andstrainr

7、atefrom0.001sto-170.0s.Accordingtoflowstressdatumofcompressiontests,thetruestress-truestraincurveshadbeenmadewhichreflectedtheorderlinessbetweentransformativetemperature,strainrateandtransformativerateandflowstressofTC11alloy.TheArrheniusequationswerenotsuitableforTC

8、11titaniumalloy.Takingtoaccounttheinfluencesofthermalparameters,constitutiverelationshipsforTC11alloyhadbeenestablished.Multiplelin