热加工图理论与应用.pptVIP

1、 Ti-6Al-4V钛合金热变形机理图 Seshacharyulu等人将加工图理论用于分析初始状态为片状组织的Ti-6Al-4V ELI合金的组织演变机理,归纳出不同区域的变形机理如下图所示。 Ti-6Al-4V ELI钛合金热变形机理图 β不稳定 片状组织扭曲 β动态再结晶 球化 原始β晶界开裂 绝热剪切带 开裂 从图中可以直观地观察到沿晶开裂、楔形开裂、绝热剪切带形成、片状组织扭曲、球化、动态再结晶及β不稳定性区域, 据此可以方便地选取合理的工艺参数,避免缺陷产生。 由热加工图可确定: Ti40阻燃钛合金在不同变形区域的高温变形机理。 塑性失稳区域。 不同区域组织结构。 由此,为控制Ti40钛合金组织演变和优化热变形工艺提供理论依据。 2、 Ti40阻燃钛合金的热加工图 * 2021/3/26 Ti40阻燃钛合金应变ε=0.4和ε=0.6时的加工图 (a) ε=0.4 (b) ε=0.6 功率耗散率?的最大值都是在温度高,应变速率低处。 功率耗散率?的最小值则都是在温度低,应变速率高处。 对应的试验结果: 试样45o剪切开裂。 与压缩轴成45o角彼此平行的剪切变形带穿越晶粒。 有相互紧密排列的滑移带——局部塑性流动特征。 原因:Ti40在此条件下塑性不好,与轴线成45o方向切应力最大。加之?最低值,大部分能量以热的形式耗散。 在低温、高应变速率区(左上角)加工,为失稳区。 在高温、高应变速率区（右上角）,为失稳区。 对应的试验结果: 豆腐渣式开裂。原因温度太高,氧化现象非常严重。 纵向开裂。原因与圆柱体试样的环向产生了附加拉应力,因此,与压缩轴平行方向开裂。 在低温、低应变速率区（左下角）。 对应的试验结果: 在此区域内,组织为拉长晶粒,没有再结晶晶粒出现,为典型的动态回复机制,功率耗散率?为22～32%,呈现出局部极小值。如果变形温度太低或者变形量太小,能量很容易通过回复而耗散,因而微观结构没有太大的变化,呈动态回复特征。 在高温、低应变速率区（右下角）。 对应的试验结果: 有大量晶界成锯齿状的再结晶晶粒,为典型的连续再结晶现象。原因,温度高,驱动力大,易形成新晶粒,在随后的变形中,新晶粒再次承受变形,呈现锯齿状特征。该区域?值达到60％～80％,正表明组织演变耗散的能量最大。 正 * 2021/3/26 功率耗散率?值在36～50％发生动态再结晶。 温度950～1050℃、应变速率0.1～1s-1(中间区),为动态再结晶区。 对应的试验结果: 在此区域,沿着β晶界分布着动态再结晶晶粒,呈现大小晶粒混杂的现象,即混晶现象。 在相同的温度和应变速率下,随着变形量的增加,或在相同的变形速率和变形量下,温度越高,再结晶晶粒越大越多。 * 2021/3/26 Ti40阻燃钛合金加工图各区域对应的试验结果 * 2021/3/26 运用系统稳定性分析原理,基于动态材料模型（DMM）建立了Ti40阻燃合金加工图。 由功率耗散率η可将加工图分为三大区域: 1）大应变量、高应变速率为失稳区; 2）低温、低应变速率为动态回复区; 3）高温、低应变速率是动态再结晶区。 选择合适的变形区域作为该合金的加工范围,既能保证不产生塑性失稳,又能得到大量再结晶的锻造组织,不仅解决了Ti40合金的锻造难题,也为研究难变形材料高温塑性变形行为提供了理论与实践的依据。 3、 Ti-17合金的加工图 应变0.6时的加工图(阴影区为塑性失稳区域) 目的:研究片状组织球化规律。 按照同样方法,建立了Ti-17合金加工图。 耗散效率因子?的峰值(80％)出现在830℃、应变速率为10-2s-1处（左下角）。 由加工图可见以下特点: 在图中890℃虚线处附近,耗散效率因子?的等值线出现明显的弯折,这种弯折一般是由于发生了相转变,同该温度为Ti-17合金的相变点是吻合的。 图中阴影的塑性失稳区域,在较高应变速率条件下出现。对于Ti-17合金,出现塑性失稳一般是绝热剪切带或局部变形。因此,应避开此区域加工。 片状组织球化是一种动态再结晶的过程。根据Prasad的研究, ?值在40～50％发生再结晶。由所绘制的热加工图可见,片状组织球化的理想区域是在840℃～870℃、应变速率在0.5～2s-1之间。 这对研究双性能（双组织）锻件提供了理论与实践的依据。 金相组织观察证明了这一点 2021/3/26 * 热加工图理论与应用 介绍内容 一、热加工图的理论基础 二、热加工图的构建方法 三、热加工图的应用实例 1、概述 热加工图是表征材料固有加工性好与坏的图形。典型的热加工图如图所示。 一、热加工图的理论基础 TC4 E