【摘要】：TB8鈦合金具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能、高淬透性、優(yōu)良的抗氧化性能和耐腐蝕性能,固溶處理狀態(tài)具有中等強(qiáng)度和高塑性,時(shí)效后具有較高的強(qiáng)度和斷裂韌性。時(shí)效強(qiáng)化后抗拉強(qiáng)度可達(dá)到1450 MPa以上,是一種較為理想的航空結(jié)構(gòu)材料。已有研究集中在TB8鈦合金的板料成形和熱壓縮變形時(shí)的流變行為上,研究的內(nèi)容主要在組織性能上。而TB8合金的超塑性及其變形機(jī)理尚未明確,兩段超塑性行為也有待研究。本文對(duì)TB8鈦合金進(jìn)行超塑性變形,熱處理之后再進(jìn)行超塑性變形,及兩段超塑性變形,研究了TB8鈦合金的超塑性變形行為和其顯微組織演變規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)對(duì)TB8鈦合金采用恒應(yīng)變速率法進(jìn)行超塑性變形,研究不同參數(shù)對(duì)其超塑性及流變行為的影響,研究顯微組織的演變規(guī)律,建立相關(guān)流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型。TB8鈦合金的超塑性對(duì)溫度和應(yīng)變速率比較敏感,在應(yīng)變速率一定時(shí),超塑性變形的延伸率隨著變形溫度的升高先增大后減小,在變形溫度一定時(shí),超塑性變形的延伸率隨著變形速率的降低而升高,在變形溫度為840℃,應(yīng)變速率為10-4s-1,得到最大延伸率356%。流變應(yīng)力隨著溫度的升高或應(yīng)變速率的降低而降低;變形過程中組織發(fā)生明顯動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,隨著變形溫度的升高,或應(yīng)變速率的降低,α相含量逐漸減少,動(dòng)態(tài)再晶晶粒發(fā)生聚集長(zhǎng)大。經(jīng)過計(jì)算推導(dǎo)超塑性拉伸變形激活能和應(yīng)力指數(shù)分別為251.25kJ/mol、2.3895,并采用Arrhenius模型建立了TB8鈦合金應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)方程。(2)TB8鈦合金固溶、預(yù)時(shí)效處理后進(jìn)行超塑性變形,研究熱處理參數(shù)對(duì)TB8鈦合金延伸率、流變應(yīng)力及其顯微組織的影響。TB8鈦合金在研究范圍內(nèi)固溶處理后,隨著固溶溫度的升高,流變應(yīng)力降低,α相含量減少,超過相變點(diǎn)為β單相組織,超塑性變形后的延伸率有所降低,變形過程中發(fā)生明顯的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;預(yù)時(shí)效處理后,流變應(yīng)力都有所降低,隨著預(yù)時(shí)效溫度的升高,超塑性變形后的延伸率先升高再降低,流變應(yīng)力先降低再升高,變形過程中發(fā)生明顯的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;520℃預(yù)時(shí)效后延伸率達(dá)到最大值358%,晶粒部分細(xì)化。(3)對(duì)TB8鈦合金進(jìn)行兩段超塑性變形,研究應(yīng)變速率不同的兩段超塑性和應(yīng)變誘發(fā)最大m值法兩段超塑性。TB8鈦合金兩段變形,第二段的變形抗力都顯著降低,延伸率也有所降低;變形速度、變形量、保溫時(shí)間對(duì)第一段變形的顯微組織有影響,初速度為1.0mm/min、預(yù)應(yīng)變量為0.5、保溫時(shí)間為15min和初速度為1.5mm/min、預(yù)應(yīng)變量為0.5、保溫時(shí)間為5min時(shí)得到的組織較細(xì)小均勻;應(yīng)變誘發(fā)最大m值法兩段超塑性拉伸延伸率低的原因可能是第一段拉伸后的晶粒沒有得到細(xì)化。
[Abstract]:TB8 titanium alloy has excellent high temperature strength and creep resistance, high hardenability, excellent oxidation resistance and corrosion resistance, medium strength and high plasticity in solution treatment state, and high strength and fracture toughness after aging. The tensile strength of TB8 titanium alloy after aging hardening can reach more than 1450 MPa. It is an ideal Aeronautical Structural material. Materials. Previous studies have focused on the rheological behavior of TB8 titanium alloy during sheet forming and hot compression, mainly on its microstructure and properties. The superplastic deformation behavior and microstructure evolution of TB8 titanium alloy were studied by deformation and two-stage superplastic deformation. The main research contents and conclusions are as follows: (1) Superplastic deformation of TB8 titanium alloy was carried out by constant strain rate method, and the effects of different parameters on its superplastic and rheological behavior were studied. The superplasticity of TB8 titanium alloy is sensitive to temperature and strain rate. When the strain rate is constant, the elongation of superplastic deformation increases first and then decreases with the increase of deformation temperature. At a certain deformation temperature, the elongation of superplastic deformation increases with the decrease of deformation rate, and at a certain deformation temperature, the elongation of superplastic deformation increases with the decrease of deformation rate. The maximum elongation is 356%. The flow stress decreases with the increase of temperature or the decrease of strain rate. The microstructure undergoes obvious dynamic recrystallization during deformation. With the increase of deformation temperature or the decrease of strain rate, the content of alpha phase decreases gradually and the dynamic recrystallization grains grow up. The activation energy and stress index of superplastic tensile deformation are 251.25 kJ/mol and 2.3895, respectively. The stress-strain constitutive equation of TB8 titanium alloy is established by Arrhenius model. (2) The superplastic deformation of TB8 titanium alloy after solution and pre-aging treatment is carried out. The effects of heat treatment parameters on the elongation, rheological stress and microstructure of TB8 titanium alloy are studied. With the increase of solution temperature, the rheological stress decreases, the content of alpha phase decreases, the elongation decreases after superplastic deformation and the dynamic recrystallization occurs during deformation. With the increase of aging temperature, the elongation of TB8 titanium alloy increases first, then decreases, the flow stress decreases and then increases, and the dynamic recrystallization occurs during the deformation process. The maximum elongation reaches 358% and the grain refines partially after pre-aging at 520 (?) TB8 titanium alloy has two stages of superplasticity, i.e. strain-induced maximum m-value method and strain-induced maximum m-value method. The microstructure obtained by strain-induced maximum m-value method is finer and more uniform when the pre-strain is 0.5 and the holding time is 5 minutes.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.23

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 一機(jī)部機(jī)械院機(jī)電研究所、北京市有色金屬研究所超塑性課楲組;;金屬的超塑性(上)[J];鍛壓技術(shù);1977年03期

2 馬懷憲;彭大暑;;超塑性變形時(shí)的空洞與斷裂[J];上海金屬.有色分冊(cè);1982年04期

3 姜振春 ,徐順泉;均速拉伸超塑性變形行為[J];鋼鐵研究總院學(xué)報(bào);1984年02期

4 莊鳴時(shí);;超塑性金屬材料及其加工[J];機(jī)械工藝師;1991年04期

5 夏海云;塑性變形理論與超塑性加工[J];北京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào);1996年01期

6 林棟梁,單愛黨;先進(jìn)材料的超塑性研究進(jìn)展[J];上海金屬;1996年05期

7 郭建亭,周文龍;金屬間合物超塑性的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2000年05期

8 李梁,孫建科,孟祥軍;鈦合金超塑性研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2004年06期

9 宋玉泉;管志平;王明輝;宋家旺;;溫度對(duì)超塑性拉伸穩(wěn)定變形影響的力學(xué)解析[J];中國科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué));2007年01期

10 А.С.БАЗЫК;А.С.ПУСТОВГАР;盧瑞昌;;在超塑性條件下變形對(duì)高速鋼組織和性能的影響[J];機(jī)械;1982年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 宋美娟;汪凌云;;鎂合金超塑性與損傷研究的現(xiàn)狀及展望[A];全國第十二屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

2 丁樺;姜宏武;王幼筠;崔建忠;萬初杰;白秉哲;;Ti-24Al-17Nb-1Mo合金的超塑性研究[A];第八屆全國塑性加工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

3 李小軍;吳建生;章靖國;史海生;林一堅(jiān);;噴射成形超高碳鋼的超塑性性能研究[A];中國科協(xié)第二屆優(yōu)秀博士生學(xué)術(shù)年會(huì)材料科學(xué)技術(shù)分會(huì)論文集[C];2003年

4 張?jiān)姴?宗欽;;高應(yīng)變速率超塑性變形理論的研究進(jìn)展[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)暨《材料導(dǎo)報(bào)》編委會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

5 周清;張方哲;李紹利;;粗晶Ti-15-3的兩段超塑性[A];2010年“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”學(xué)術(shù)交流論文集[C];2010年

6 趙子博;葛敬魯;陳志勇;王清江;劉建榮;;Ti-55鈦合金板材的超塑性變形行為[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

7 張柯柯;孫敬;吳志偉;張占領(lǐng);馬寧;石紅信;于華;王要利;邱然鋒;;電場(chǎng)作用下1.6%C-UHCS/40Cr鋼的超塑性焊接[A];第十五次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 王娟華;王紅武;陳志勇;陳永輝;王新;張磊;賀軍;田麗;;Ti-55鈦合金超塑性板材的顯微組織與力學(xué)性能[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

9 張中元;陳照峰;丘泰;李靖誼;;納米氮化硅(Si_3N_4)超塑性壓縮試驗(yàn)研究[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

10 王新;盧斌;王娟華;王儉;王紅武;陳永輝;;退火態(tài)Ti_2AlNb合金板材的超塑性變形行為[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 本報(bào)記者　孫春艷;策馬橫越萬重山[N];吉林日?qǐng)?bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 管志平;超塑性拉伸變形定量力學(xué)解析[D];吉林大學(xué);2008年

2 宋家旺;超塑性與塑性變形和成形實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量方法的研究[D];吉林大學(xué);2010年

3 劉志義;鋁鋰合金電致高速超塑性[D];東北大學(xué);1993年

4 張寒;Mn-Si-Cr系超高強(qiáng)鋼的超塑性及性能優(yōu)化[D];清華大學(xué);2011年

5 劉旭賀;超輕超塑性鎂鋰合金的制備及性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

6 羅應(yīng)兵;輕合金超塑性變形機(jī)理與成形工藝研究[D];上海交通大學(xué);2007年

7 金泉林;金屬細(xì)晶超塑本構(gòu)方程及應(yīng)用[D];清華大學(xué);1991年

8 索忠林;金屬塑性與超塑性拉伸失穩(wěn)及其力學(xué)解析[D];吉林大學(xué);2006年

9 徐雪峰;5083鋁合金力學(xué)性能及超塑性成形數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張乾;鎂合金超塑性成型工藝與模具優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)值研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 蘇鑫鑫;高強(qiáng)度鎂合金超塑性成型及組織與性能研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 范朝;置氫鈦合金激光焊/超塑性整體成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

4 畢寶鵬;國產(chǎn)供貨態(tài)鋁合金超塑性變形研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2015年

5 朱深亮;熱處理對(duì)TC21合金超塑性變形后顯微組織的影響[D];南昌航空大學(xué);2015年

6 席兵;TA15鈦合金超塑性研究及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

7 夏飛;Mg-9.3Li-1.79Al-1.61Zn合金超塑性研究[D];東北大學(xué);2014年

8 路召鋒;超塑性拉伸試驗(yàn)與脹形應(yīng)用有限元對(duì)比分析[D];吉林大學(xué);2016年

9 王明主;TB8合金的超塑性行為及兩段超塑性研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

10 陳龍;鋁鋰合金電子束焊接頭超塑性變形行為及組織研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：2198417