诱发钛合金塑性增强的分步超塑性成形法.PDFVIP

第4l卷 第3期 稀有金属材料与工程 V01．4l。No．3 2012焦 3月 RAREMETALMATERIALSANDENGINEERING March2012 诱发钛合金塑性增强的分步超塑性成形法 徐雪峰，王高潮，夏春林 (南昌航空大学。江西南昌330063) 摘要：介绍了分步超塑成形法，从成形方式上探索一种增强材料塑性的途径。分步超塑成形过程中，分别以恒速度 与最大肼值法．分两步先后作用于拉伸试样，通过控制初始变形方式的变形量以及各步间隙时间等，来促使材料内部 产生晶粒细化、组织结构改善等，从而增强材料塑性。实验比较了单步拉伸成形与分步拉伸成形，以及分步成形中恒 速法的预应变量对金属延伸率与组织的影响。结果表明：未经特殊细化处理的TC6钛合金分步拉伸，其恒速变形的工 程应变为2．0时，可获得延伸率为2053％，而同温度下单步恒速与最大m值法拉伸的延伸率为753．9％与1347％：TC4 钛合金在分步拉伸中恒速应变量为1,5时，可获得2147％的大延伸率。可见分步成形显著诱发了塑性增强。此外，预应 变量决定着拉伸试样的晶粒组织大小。 关键词：分步超塑成形；塑性增强：钛合金：延伸率：最大历值成形 中图法分类号：TGil3．25+3；TGl46．2+3文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2012)03．0527．04 超塑性成形技术是利用材料在超塑性状态下的优 0．3Si，相变点在(970士20)℃之间。后者的名义成分 异变形性能而发展起来的一种技术。当材料处于超塑 性状态时其流动性能好，易于填充，从而容易成形出 金原材料未经过特殊的晶粒细化工艺处理，合金的平 复杂的合格零件【l】。目前研究人员普遍采用的超塑成 均晶粒尺寸约为7 mm的棒料加工成 pm，实验用咖36 形方法是恒速法和恒应变速率法【2巧l，通过单向拉伸或 标准试样【151。 热模拟试验获得材料的最佳超塑性能。王高潮【6．71提出 本实验提出的分步超塑成形法，是在超塑变形过 了最大朋值超塑变形法，在900℃，未经特殊细化处 程中，分道次以不同或相同变形方式作用于拉伸或压 理的TCll钛合金获得了最大延伸率2300％，而在相 缩试样，通过控制各道次的变形量、变形方式、变形 同变形温度下采用常规的恒速或恒应变速率超塑拉伸 参数、以及各道次间隙时间等，来促使材料内部产生 法，延伸率为1100％和1147％。可见，改进超塑性成晶粒细化、改善变形能力等，从而增强材料塑性。图 形方法，无需预先细化处理材料即可获得优良的超塑 l为两步超塑性拉伸试验方案：第l步拉伸变形到预 性能。 定的应变量后，卸载并保温若干时间，而后继续拉伸 本研究提出基于成形过程分步控制的超塑成形 变形，直至试样断裂，其中卸载保温阶段类似于形变 方法，考虑动态再结晶细化晶粒一直伴随超塑性成 热处理。 形[s-to】，而静态或亚动态再结晶可使材料获得进一步 最大脚值拉伸法的原理是在超塑性变形过程中， 变形的能力[IH4]，通过分步控制成形过程，进而控制使应变速率循环变化，动态测试应变速率敏感性指数 超塑成形中的静态或亚动态再结晶行为，来获得比单 聊值。根据m值变化趋势和按照最大m值的原则，自 步恒速、恒应变速率、最大肌值法成形更优良的超塑 动调整应变速率的循环变化方向和大小，使得应变速 性能。 率始终在与最大朋值相对应的最佳应变速率附近循环 变化。从而获得最佳的超塑性。 1 实验 超塑性单向拉伸试