Ti6242s 钛合金流变特性及热加工图研究

研究 Ti6242s 钛合金的高温流变特性以及最佳热加工工艺窗口, 首先使用 Gleeble-3500 热模拟试验机对 Ti6242s 钛合金进行不同温度和应变速率下的等温热压缩实验。使用 Arrhenius 模型对热压缩数据进行了多元非线性回归, 多元非线性回归结果表明, 低应变速率数据的拟合精度高于高应变速率数据的拟合精度。当应变速率相同时, 低温数据的拟合精度最高。然后通过热压缩实验数据计算获得了 Ti6242s 钛合金的应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据图。失稳判据表明，Ti6242s 钛合金在温度低于 1250 K、应变速率大于 1 s-1 的区域易发生失稳。此外, 温度为 1250~ 1350 K、应变速率为 0. 001 ~ 0. 043 s-1 时, Ti6242s 钛合金的热加工稳定性较高。最后, 在成形温度为 1250 K, 应变速率为 0. 001 s-1 下进行了钛合金盘锻件生产试制, 并进行了微观组织分析。

结果表明, 使用通过热加工图获得的锻造温度和应变速率生产的锻件的平均晶粒尺寸比较均匀, 满足零件的使用性能, 说明热加工图能够指导实际锻造工艺。

Ti6242s 钛合金化学成分 (%, 质量分数)

Ti6242s 钛合金的原始微观组织

不同温度和应变速率下的 Ti6242s 钛合金真实应力-真实应变曲线
(a) 900 ℃ (b) 950 ℃ (c) 1000 ℃ (d) 1050 ℃ (e) 1100 ℃

lnA、 α、 n、 Q 与 ε 之间的关系图
(a) lnA-ε (b) α-ε (c) n-ε (d) Q-ε

数值模拟参数

试制锻件