TC4-DT鈦合金分步超塑性成形技術研究.pdf

1、TC4-DT鈦合金是我國自主研發(fā)的新型中強度、高損傷容限型α+β兩相鈦合金，作為重要的結構材料應用在航空航天領域。本文以未經(jīng)特殊細化的 TC4-DT鈦合金為研究對象，通過對該合金進行分步超塑性拉伸實驗和分步超塑性等溫鍛造實驗，研究了不同實驗參數(shù)下的熱變形行為和顯微組織演變規(guī)律，并對超塑性等溫鍛件在兩相區(qū)進行三重熱處理，對熱處理后鍛件進行室溫力學性能測試，以期為大型復雜航空結構承力件的等溫鍛造成形提供相關技術參數(shù)及實驗依據(jù)。
　　對

2、TC4-DT鈦合金提出的分步超塑性拉伸成形法，即將不同溫度條件下的常規(guī)恒應變速率超塑性成形分為兩步，待第一步超塑性拉伸到達設定的預應變量并保溫一段時間后，再進行第二步超塑性拉伸。實驗表明：在溫度為860～950℃，應變速率為3.3×10-4～1.0×10-2 s-1，預應變量為20％～80%，間隙保溫時間為5～30 min條件下，TC4-DT鈦合金均表現(xiàn)出良好的超塑性（305.93%～506.67%）。當實驗條件是變形溫度為890℃，預

3、應變量為50%，間隙保溫時間為10 min，第一步和第二步應變速率均為3.3×10-4 s-1時，TC4-DT鈦合金表現(xiàn)出最佳的超塑性(506.67%)。真實應力-應變曲線顯示，第二步的應力明顯小于第一步結束時的應力，第一步變形對該合金產(chǎn)生一定的軟化作用。顯微組織顯示，動態(tài)再結晶一直伴隨著分步超塑性成形過程，靜態(tài)再結晶發(fā)生在間隙保溫時間。再結晶行為的發(fā)生為超塑性成形提供了細小等軸組織，有利于該合金超塑性的提高。
　　對TC4-DT

4、鈦合金在兩相區(qū)進行超塑性等溫鍛造實驗，并對鍛件在兩相區(qū)進行三重熱處理，通過對其組織與性能的研究，提出了分步超塑性等溫鍛造成形工藝，即將不同溫度條件下的超塑性等溫鍛造成形分為兩步，待第一步達到設定的壓縮量并保溫一段時間后，再進行第二步超塑性等溫鍛造成形。實驗表明：溫度相同時，分步超塑性等溫鍛造各步結束時的鍛造壓力均小于一步超塑性等溫鍛造結束時的鍛造壓力，說明分步超塑性等溫鍛造可以有效地降低一步等溫鍛造壓力。在相同變形溫度條件下，分步超塑性

5、等溫鍛件的α相含量比一步超塑性等溫鍛件的α相含量低，條狀α相含量增多，且溫度越高，這種趨勢越明顯；不同超塑性等溫鍛造工藝下的鍛件經(jīng)過960℃/1h WQ+920℃/1h WQ+820℃/1.5h AC三重熱處理后，均可以得到不同編織程度的網(wǎng)籃組織，編織程度越好，強度越高；890℃時的分步超塑性等溫鍛件和920℃時的一步超塑性等溫鍛件，經(jīng)過960℃/1h WQ+920℃/1h WQ+820℃/1.5h AC三重熱處理后，可以獲得比較好的強