Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热变形激活动态再结晶的临界条件识别及表征.pdfVIP

助 材 料 2012年第2期(43)卷 Ti一6A1—2Zr一1Mo一1V合金热变形激活动态再结晶的 临界条件识别及表征 权国政 ，赵 磊 ，张艳伟 ，周 杰 ，李蓬川 (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Jj}J618000) 摘 要 ： 热压缩 实验 获得 Ti一6Al一2Zr一1Mo一1V 合金 2 实验材料及方法 在温度 1073～1323K，应变速率 0．0l～ 10s 条件下 的真应力一应变曲线，以此作为识别及表征动态再结晶 实验选用 Ti一6A1—2Zr一1Mo—lV合金铸材 ，初始状 临界条件的底层数据。对比分析流变应力曲线发现高 态为 T6。采用线切割制成 D10mmxl2mm的圆柱体 温、低应变速率下动态回复型软化态势显著 ；低温、高 试样 ，在Gleeble一1500热模拟机上进行单 向热压缩 实 应变速率下动态再结晶型软化态势显著。引入材料加 验，设计变形温度为 1073、1123、l173、1223、1273及 工硬化率 ，结合 一 曲线拐点判据识别 了流变应力 曲 1323K，应变速率为 0．01、0．1、1、10s 共 24组试验 ， 线隐含表征激活动态再结晶的特征参量 ：临界应变、临． 压缩率为 60％。将试样 以 1K／S加热至变形温度 ，保 界应力。采用含动态再结晶激活能 Q的Arrhenius方 温 3min后进行恒温压缩 ，结束后立 即对试样进行水 程求得 a、J3、 、 等材料常数并获得该合金动态再结 淬，以保留高温变形组织 。为减小摩擦，在 圆柱体试样 晶激活能对应变速率及温度的响应图。进一步引入表 两端涂润滑剂 并加垫石 墨片。实验采集 到 Ti～6A1— 征动态再结晶临界条件 的临界应变模型 获得 了临界 2Zr-1Mo～1V合金在各温度和应变速率下的真应力一真 应变与各热力参数之 间的数学关系，验证表 明该临界 应变曲线如图 1所示 。沿着压缩后试样的横截面线切 模型预测精度最大为 12．9 。 割制备金相试样 ，采用 2％HF+4 HNO。+94 蒸馏 关键词 ： 钛合金；动态再结晶；激活能；临界应变 水溶液腐蚀 15～20s，之后在金相显微镜下进行观察。 中图分类号： TG113．25；TG115．5 文献标识码：A 3 结果与分析 文章编号 ：1001-9731(2Ol2)02—0222—05 3．1 流变行为特征分析 1 引 言 由图 1可见流变应力随应变 的增加很快达到峰 Ti一6Al一2Zr一1Mo—lV(近 a型合金钛合金)合金是 值 ，随后开始下降，最终趋于定值 ，呈现稳态流动特征。 航空航天的重要结构材料，具有较高中温强度 ，良好热 在相同变形程度下，流变应力随温度升高而降低，随应 稳定性 j。由于 该合金 性 能对退 火 温度 (973～ 变速率的增大而增大。这是因为高温使该合金变形 的 1073K)不敏感 ，故合理选择热变形工艺参数是获得理 热激活能作用增强 ，原子振幅增大，原子结合力与滑移 想显微组织及力学性能产品的重要手段[2]。除控制合 阻力降低，滑移系增加 ，位错密度降低 ；而应变速率 的 金加工温度外，通过形变使高层错能组织发生动态再 增加可增大位错迁移速率 ，缩短异号位错抵消(通过交 结晶细化组织是有效途径之一_3]。在该合金热变形过 滑移与