Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性流变行为的变参数Arrhenius模型表征.pdfVIP

权 国政 等 ：Ti一6A1—2Zr-lMo一1V合金热塑性流变行为的变参数 Arrhenius模型表征 Ti一6Al一2Zr一1Mo一1V合金热塑性流变行为的 变参数 Arrhenius模型表征 权国政 ，张艳伟 ，陈 涛 ，周 杰 ，刘德建 (1．重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044； 2．中国第二重型机械集团公司，四川 德阳 618000) 摘 要 ： 在 Gleeble一1500热模拟试验机上进行多组 数值表征为研究 目标 ，热物理模拟压缩实验获得合金 热压缩试验，获得 Ti一6A1—2Zr一1Mo一1V 合金在温度 在温度 1073~1323K、应变速率 0．01～lOs 下的真实 1073～1323K、应 变速率 0．01～10s 下 的真 应力一应 应力一应变数据 ，引入 Arrhenius型本构关系，不固定温 变数据 ，基于此分析工艺参数对流变应力演变的影响 度及应变速率条件 ，在真实应变 0．1～0．9间以间隔 规律 ，识别应力一应变曲线的动态再结 晶型和动态回复 0．1为研究时机 ，通过多元线性 回归计算 ，求解获得 型软化特征及其 出现时机 。引入不合应变影响的传统 Ti一6Al一2Zr-1Mo一1V合金变形激活能 Q、材料常数 、 Arrhenius型本构方程 ，将其进一步拓展使用，在 不 同 及结构因子 A 等参量对应变 的响应规律 ，从而建立 应变量条件下，通过多元线性回归计算与多项式拟合 ， Ti一6A1—2Zr一1Mo-IV合金含应变 、温度及应变速率影 求解获得 Ti一6Al一2Zr一1Mo一1V合金形变表观激活能 响的变参数流变应力本构方程 。 Q、材料常数 、口及结构因子A 等参量对应变的响应 2 实验方法与结果分析 规律 ，从而建立 Ti一6Al一2Zr一1Mo一1V合金含应变、温度 及应变速率影响的变参数流变应力本构方程。模型预 此次压缩 实验的 Ti一6Al一2Zr一1Mo一1V合金 ，采用 测值与实验值对 比显示最大相对误 差为 4．55 ，最大 线切割制成直径 10ram、高度 12mm的 16个圆柱试样 平均误差为 2．19 。 在温 度 1123K 下 保 温 12h后 做 均匀 化 处理 ，在 关键词 ： Ti-6Al一2Zr-lMo一1V合金 ；变参数 ；Arrhe— Gleeblel500试验机上以 1K／s的速率加热到成形温度 nius模型 ；相对误差 并保温 3rain后执行压缩试验 ，温度为 1073、1123、 中图分类号： TG113．25；TG115．5 3文献标识码 ：A 1173、1223、1273、1323K和应变速率为 0．01、0．1、1、 文章编号 ：100I-9731(2012)05—0545—05 10s一，压缩率为60 。实验采集的在不同温度及应变 速率下的真实应力一应变曲线如图1(a)～(d)所示。 1 引 言 由图 1见 ，流变应力随应变的增加很快达到峰值 ， Ti一6Al一2Zr一1Mo-IV合金是近 a型钛合金，该合 随后开始下降，最终趋于定值，呈现稳态流动特征 。在 金比强度高 ，中温性能好 ，耐腐蚀性能强 ，主要应用于 相同变形程度下，流变应力随温度升高而降低 ，随应变 飞机发动机的各种叶片、隔框、壁板等[1]。在表征材 速率的增大而增大。这是因为高温使该合金变形的热 料的成形性能与数值模拟时，需要准确的材料数据 以 激活能作用增强 ，原子振幅增大 ，原子结合力与滑移阻 保障表征精度 ，构建 Ti一6A1—2Zr一1Mo一1V合金精确本 力降低 ，滑移