高Nb-TiAl合金葉片等溫模鍛技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、因為高Nb-TiAl合金本征脆性、熱加工變形能力差、熱加工窗口很窄，難以進行熱機械加工，要進行高Nb-TiAl合金葉片等溫模鍛，需要了解高Nb-TiAl合金材料高溫流變行為、微觀組織演變規(guī)律、熱機械加工后受力和變形量分布情況。本文對高 Nb-TiAl合金鍛造葉片進行詳細的高溫變形行為研究，分析顯微組織和成形性能。
　　通過熱模擬試驗和ABAQUS動態(tài)-顯式有限元模擬試驗相結(jié)合的方法，分析900℃~1000℃變形溫度，0.005s-

2、1～0.05s-1應(yīng)變速率，15％~50%變形量，不同坯料形狀條件下高 Nb-TiAl合金材料流變行為、加工硬化、軟化行為、微觀組織演變規(guī)律，繪制出鍛態(tài)高Nb-TiAl合金的熱加工圖。
　　在高Nb-TiAl合金熱加工圖中功率耗散效率η值在高溫或低溫的高應(yīng)變速率區(qū)較低，加工行為處于失穩(wěn)區(qū)域。高 Nb-TiAl合金流變失穩(wěn)區(qū)分布在低變形溫度和高應(yīng)變速率區(qū)域，溫度＞940℃的中、低應(yīng)變速率區(qū)，熱加工處于安全區(qū)。伴隨變形量的增加，流變失

3、穩(wěn)區(qū)逐步向高變形溫度和低應(yīng)變速率蔓延。
　　高 Nb-TiAl合金微觀組織受變形量、變形溫度、應(yīng)變速率影響明顯。高變形溫度和低應(yīng)變速率可以減小材料的變形抗力，有效提高高 Nb-TiAl合金熱加工性。具備合適變形量且匹配度較高的坯料形狀可以提高材料等溫模鍛成形充型能力，削弱材料因變形不均產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。得出的最合適的參數(shù)組合為：A型坯料，變形溫度950℃、應(yīng)變速率0.01s-1、變形量35%。
　　采用得出的最佳鍛造工藝進行高

4、Nb-TiAl合金葉片等溫模鍛試驗。鍛造得到的葉片形狀尺寸完整，沒有宏觀缺陷，飛邊溢出均勻，高 Nb-TiAl合金葉片鍛件變形量較大的區(qū)域為溢出的飛邊區(qū)域和葉身與榫頭連接處，應(yīng)力分布與應(yīng)變分布基本一致。
　　葉片心部組織α2相的含量為12.3%，γ相的含量為83.5%，β/B2相的含量4.1%，γ相、α2相分布均勻，組織細小，片層厚度因等溫模鍛明顯減小，平均晶粒尺寸下降，小角度晶界占比有所增加。葉片飛邊處組織與心部組織不同，飛邊處