粉末冶金TiAl基合金的熱加工行為及工藝研究.pdf

1、TiAl基合金熱變形行為的研究對其實用化具有非常重要的作用。本論文旨在研究粉末冶金TiAl基合金高溫變形行為及顯微組織演化機理，為實際熱加工工藝參數(shù)的制定和優(yōu)化提供理論依據(jù)。論文以Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(原子百分比)合金為對象，研究了粉末冶金TiAl基合金高溫變形行為和熱加工工藝，構(gòu)建了相應的材料高溫穩(wěn)態(tài)流變應力模型和三維熱加工圖，建立了熱包覆鍛造成形的有限元仿真模型，預測了可能存在的成形缺陷，最后針對大型TiAl基合金坯體

2、的成型工藝進行了探索性研究。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)研究了粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金動態(tài)熱模擬壓縮試驗條件下的真應力-真應變關(guān)系，利用其等溫壓縮的試驗數(shù)據(jù)，計算了TiAl基合金高溫塑性變形的材料常數(shù)，建立了在實驗條件范圍內(nèi)應力與變形溫度應變速率等的數(shù)學模型。構(gòu)建了合金在應變范圍為0.1～0.7之間的加工圖，通過分析高溫壓縮后試樣的變形組織，結(jié)合加工圖研究了TiAl基合金變形條件與高溫壓縮變形組

3、織的關(guān)系，獲得了粉末冶金TiAl基合金的最佳熱變形區(qū)間。
　　 (2)采用有限元軟件DEFORM-3D對粉末冶金TiAl基合金熱包覆鍛造過程進行了數(shù)值模擬分析，對包覆機構(gòu)的尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，對比分析了以上工藝參數(shù)對PM TiAl基合金熱包覆鍛造過程的影響，設計了新型的熱包覆機構(gòu)。在此基礎之上，研究了鍛坯高溫變形的塑變規(guī)律，包括等效應力、等效應變、溫度場的分布規(guī)律以及載荷隨行程和時間的變化規(guī)律等，獲得了粉末冶金TiAl基合

4、金熱包覆鍛造的最佳熱加工區(qū)間。
　　 (3)采用有限元模擬軟件優(yōu)化設計了新型的包覆機構(gòu)，并針對粉末冶金TiAl基合金熱包覆鍛造的變形過程進行實驗研究。結(jié)果表明，實際的熱包覆鍛造成形規(guī)律和有限元仿真結(jié)果吻合得很好。同時，研究了熱包覆復合鍛造工藝路線對大型粉末冶金TiAl合金變形均勻性的影響，并通過熱處理對鍛件的顯微組織和力學性能進行調(diào)整和優(yōu)化。
　　 (4)針對大型TiAl基合金板坯熱包覆復合鍛造的生產(chǎn)工藝進行了探索研究，