《铸造技术》

文章标题:IMI 834 钛合金的热变形行为及有限元模拟

文章作者:杨草 1,2,刘浪 2,张林嘉 1,3,景春红 1,4,唐斌 1
关 键 字:单向压缩;有限元模拟;动态再结晶;织构
文章摘要:
IMI 834 钛合金是一种具有优异综合性能的近 α 型钛合金, 是航空发动机用耐 550~600 ℃高温钛合金,在航空 航 天 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 。 然而 IMI 834 合金 由 于 α+β 两相 区 狭 窄 ,导致 合 金 锻 造 成 型窗 口 小 ,因此 合金组 织 性 能 对 锻 造 工 艺 参 数 敏 感 。 但目 前 针 对 IMI 834 合金 在 高 温 变 形 过 程 中 的 组 织 演 化 机 制 尚 缺 乏 系 统 研 究 。因此 , 本研 究 以 IMI 834 钛合 金 为 研 究 对 象 , 通过 有 限 元 模 拟 结 合 等 温 单 向 压 缩 实 验 , 系统 研 究 了 不 同 变 形 温度 (990、1000 和 1010 ℃)下合金的显微组织与织构的演变规律。 实验采用直径为 100 mm 的圆柱试样,在 50%变形量和 3mm/s 下压速率条件下进行单向热压缩。 有限元模拟表明,在不同温度下,试样应变分布基本一致,应变梯度主要存在于外表层与心部之间,温度差异主要存在于心部与上下端面之间。 这一应变和温度分布特征与实验观察到的组织差异具有明确对应关系:心部与外表层组织之间的显著差异,可归因于应变梯度所引发的不均匀变形,以及温度分布差异所导致的动态再结晶行为变化共同作用的结果。 对压缩后样品不同区域的组织进行表征,结果表明,随着温度升高,初生 α 相含量逐渐减少,球化程度增加,试样从以动态回复为主逐渐转变为动态再结晶为主导,织构强度先增后减,组织均匀性提高。