TiAl合金包套鍛造變形協(xié)調(diào)及數(shù)值模擬.pdf

1、TiAl合金是一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料，具有比重低、高溫比強(qiáng)度高、抗氧化性能好等特點(diǎn)，是用于航空航天關(guān)鍵的理想材料，但是TiAl合金其本身的室溫脆性及塑性低限制了其進(jìn)一步發(fā)展。
　　 研究表明，使TiAl合金組織均勻細(xì)小能夠改善TiAl合金組織性能。目前，常采用熱機(jī)械處理工藝獲得均勻細(xì)小的TiAl合金組織，一般包括：鍛造、擠壓等。TiAl合金鍛造時(shí)，如操作不當(dāng)，極易出現(xiàn)熱塑性不足和開(kāi)裂問(wèn)題；而擠壓工藝要求模具性能較高，造價(jià)較為昂貴，

2、而且擠壓后坯料不易拆卸，針對(duì)各工藝存在的缺陷提出了TiAl合金的包套鐓粗工藝，該工藝易于在普通液壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并使TiAl合金處于近等溫鍛造狀態(tài)，可以有效地細(xì)化TiAl鑄錠合金粗大的層片組織。
　　 本文以TiAl合金包套鐓粗為主要研究?jī)?nèi)容，理論分析了TiAl合金的流變過(guò)程，研究了包套鐓粗的力學(xué)狀態(tài)，并給出了變形協(xié)調(diào)的概念和計(jì)算模型，計(jì)算了包套鐓粗的變形力及變形協(xié)調(diào)時(shí)的壁厚值。
　　 利用DEFORM-3D有限元模擬軟件，

3、分析了不同壁厚、高徑比下的TiAl合金包套鐓粗的變形過(guò)程和變形應(yīng)變場(chǎng)的云圖狀態(tài)，從而直觀揭示了其變形協(xié)調(diào)性，發(fā)現(xiàn)TiAl合金在高徑比為1:1，不同的壁厚(t=3mm、5mm及8mm)時(shí)，其變形均較為協(xié)調(diào)。高徑比為2:1時(shí)，試樣發(fā)生了不同程度的失穩(wěn)。
　　 通過(guò)TiAl合金的包套鐓粗實(shí)驗(yàn)，分別選取TiAl合金的高徑比1:1、1.5:1、2:1，包套壁厚為3mm、5mm、8mm，實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)高徑比為1:1時(shí)，所選壁厚越大變形協(xié)調(diào)性越好