TC4合金热变形特性及变形参数对组织和性能的影响

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1、成形质量与性能测试FoRMINGQu从州ANDPERFoRMANcETEsTTC4合金热变形特性及变形参数对组织和性能的影响InnuenceofTC4AUoyDeformationCharacteristicsandParametersonMicrostructureandMechanicalProperty首都航天机械公司王恒强高建新王兵天津航天长征火箭制造有限公司张文学贾晓飞【摘要】采用等温压缩实验法，研究了TC4钛合金在800～1050℃温度范围和应变速率为O．005s～～5s。范围内的高温变形行为，分析了变形参数对锻件显微组织及力学性能的影响。结果表明，800～

2、950℃区间内变形，合金的变形激活能为602．55kJ／mol，流变软化行为明显，具有显著的动态再结晶特征；1000～1050℃区间内变形，变形激活能为193．72kJ／mol，表现为动态回复特征。970℃以下锻造成形，合金的显微组织为双态组织，锻件具有较好的强度和塑性匹配，且变形速率降低有利于增加组织中等轴状ol相含量，提高锻件的塑性。关键词：Tc4合金高温压缩激活能显微组织力学性能【ABSTRACT】HightemperaturedeformationcharacteristicsofTC4alloyareinVestigatedwithintem-perature

3、rangeof800～1050℃andstrainraterangeof0．005s一～5s—withisothermalcompressiontest，andtheinfluenceofdefo加ationparametersonthemicrostmctureandmechanicalpropertiesareanalyzed．TheresultsshowthatthedeformationmechanismsofTC4alloyexhibitdy—namicrec巧stallizationwithdefbmationactiVationene唱yValue602．

4、55kJ／molwithintemperaturemnge800～950℃，whiledefomationwithintemperature1000～1050℃，thealloyeXhibitdynamicrecoVeuwithdefo咖ationactiVa—tionene唱yValue193．72kJ／m01．Theintegratedmatchingofstrengthandplasticitycanbeobtainedforthefo玛ingswithduplexmicrostmcture，andtheplasticityincreasedswithdecrea

5、singdefonnationrateduetotheincreasedequi—axedⅡphaseVolumef}action．Keywords：TC4aUoyHotcompressionActiVa·tionenergyMicrostructure】ⅥechanicaIpropertyTC4钛合金是一种中等强度的0【一8型两相钛合金，具有优越的比强度、塑I生和韧性，是追求结构轻质、服役条件恶劣的航空航天重要件及关键件的首选材料”卅。由于钛合金的力学性能对显微组织较为敏感，且热处理制度对其显微组织不起决定作用【s]。因此，为获得性能优良的钛合金零部件，常需要对其进行

6、热加工。146航空制造技术·2013年第16期锻压加工不仅可以使制品在外形和尺寸上接近成品，对于改善钛合金显微组织以及提高性能也有重要作用，是钛合金热加工中最普遍也是最重要的一种手段。随着等温锻造、超塑性成形等先进的近净成形技术的不断发展，对钛合金高温变形行为进行研究显得十分重要陋]。流变应力是表征金属塑性变形性能的一个最基本量，它决定了金属变形时需施加的载荷大小和需消耗的能量多少。本文拟通过热压缩变形试验，探明Tc4合金在高温塑性变形过程中的流变行为，找出流变应力、应变、应变速率和变形温度之间的关系规律，为理论分析和热变形工艺参数的制定提供一定的理论与试验依据。1试验

7、材料及方法试验用材料为TC4棒材，试样从棒材上纵向切取，加工成西8mm×12mm小圆柱体。热压缩试验在Gleeble1500试验机上进行，变形温度分别为800℃、850℃、900℃、950cc、1000℃，1050℃，应变速率分别为0．005s～、O．05s～、0．5s～、5s～，最大变形程度为60％。热压缩过程的加热方式为感应加热，变形过程全部由计算机控制并自动采集数据。等温锻造成形试验在6300kN液压机上进行，自由锻造成形试验在3t电液锤上进行。显微组织及力学拉伸试样均取自锻件本体，金相试样的腐蚀剂配比为HF：HN0，：心O=l：3