基于钛合金微区真实组织的力学性能数值模拟研究.pdfVIP

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HotWorkingTechnology2022,Vol.51,No.22

金属材料

基于钛合金微区真实组织的力学性能

数值模拟研究

肖旋,毛悦,秦鼎强,王心成,李菊,傅莉!

(1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072;2.中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航

空科技重点实验室,北京100024)

摘要:基于TC11钛合金微区真实组织实现了其微区力学性能的数值模拟。探讨了基于微区组织实现其力学性能模拟

的方法及关键步骤,采用金相测试并通过软件处理获取了微区组织形貌,采用纳米压痕测试实验和数值计算获得微区相

组成的材料参数,采用Abaqus软件实现了微区拉伸加载过程的有限元数值模拟。结果表明,TC11钛合金不同的相结构

具有不同的弹性模量和屈服强度,其中,片层α+β相的弹性模量和屈服强度最小,等轴α相的弹性模量和屈服强度最

大,等轴α与片层组织边界处的弹性模量和屈服强度居中。2000N/m均布载荷的拉伸加载条件下,数值计算得到了TC11钛合

金微区组织的屈服强度为1020MPa,抗拉强度为1285MPa;且在拉伸加载过程中等轴α相先沿x方向变形,随后在片层

α+β相的变形协调下发生部分转动变为沿45方向变形,应力集中和断裂发生在等轴α相和片层α+β相边界位置。

关键词:TC11钛合金;微区组织形貌;数值模拟;力学性能;纳米压痕

D0I:10.14158/ki.1001-3814

中图分类号:TG146.2*3文献标识码:A文章编号:1001-3814(2022)22-0010-05

ResearchonNumericalSimulationofMechanicalProperties

BasedonRealMicrostructureofTitaniumAlloy

XIAOXuan,MAOYue,QINDingqiang,WANGXincheng,LIJu²,FULil

(1.StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China;

2.AeronauticalKeyLaboratoryforweldingandJoiningTechnologies,AVICManufacturingTechnologyInstitute,Beijing

100024,China)

Abstract:BasedontherealmicrostructureofTClltitaniumalloy,thenumericalsimulationofitsmicromechanical

propertieswasrealized.Themethodandkeystepsofmechanicalpropertysimulationbasedonmicroregionstructurewere

discussed.Themicroregionstructuremorphologywasobtainedbymetallographictestandsoftwareprocessing.Thematerial

parametersofmicroregionphasecompositionwereobtainedbynanoindentationtestexperimentandnumericalcalculation.

AndthefiniteelementnumericalsimulationofmicroregiontensileloadingprocesswasrealizedbyABA

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