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TA5钛合金的应变补偿物理本构模型和加工图

590 编辑：中冶有色网来源：王俊,王克鲁,鲁世强,李鑫,欧阳德来,邱仟,高鑫,张开铭

2024-04-11 16:29:33

钛合金具有高强度，良好的耐腐蚀性和耐高温性等优良综合性能，得到了广泛的应用[1,2] 但钛合金的导热系数低、塑性差和成形困难，在热变形过程中容易发生绝热引起的局部流动和绝热剪切等失稳现象[3] 建立钛合金热变形本构模型和加工图可避免在热变形过程中产生缺陷，达到优化工艺参数的效果周亚利[4]等建立了具有层片状α相组织的TB8钛合金Arrhenius本构模型，发现其相关系数R达到0.945，平均相对误差为9.08%，具有较高的预测精度 Zhao[5]等研究了铸态粗晶Ti-5553钛合金的高温变形行为，建立了基于Z参数的Arrhenius本构模型和基于动态材料模型的热加工图，发现合金在失稳区的变形机制为局部流动，稳定区主要的变形机制为动态再结晶采用Arrhenius型本构模型可预测材料的流变应力，但是此模型没有考虑变形条件对材料物理性质的影响[6] 物理基本构模型在准确预测流变行为的同时，还反映材料的物理特性 Cabrera[7]等基于蠕变原理并考虑温度对杨氏模量和自扩散系数的影响，所建立的物理本构能准确预测流变应力 Mirzadeh[8~10]分别建立了不锈钢、镁合金和铝合金的物理本构模型，均具有较高的预测精度万兴才[11]等考虑物理参量建立的片层态TC21钛合金本构模型，具有较高预测精度，其相关系数R为0.996，平均相对误差为6.18% Wei[12]等分别建立了C-Mn-V钢恒定蠕变指数n=5和可变应力指数n的物理本构模型，选择可变应力指数n的物理本构具有更高的预测精度 TA5钛合金是一种α型钛合金，具有较高强度和良好的耐腐蚀性能，主要用于航空、航天以及船舶等领域[13] 但是目前对TA5钛合金的热变形行为和工艺参数优化的研究较少 Yu[14]等研究了TA5钛合金板材的各向异性的机理，发现退火会降低位错密度并使晶粒有所长大，导致抗拉强度和屈服强度下降 Yu等还发现，热处理对各向异性的影响不大，而是基底织构造成屈服比的各向异性，但是没有进一步优化工艺参数彭益群[15]等研究了TA5钛合金的流变应力，发现流变曲线主要为动态回复型并建立了流变应力模型，但是该模型只适用于在(α+β)/β相变温度以下的温度和ε˙＜1 s-1的条件下估算流变应力本文进行TA5钛合金的等温恒应变速率压缩实验，分析热压缩过程中的热变形行为并建立应变补偿的物理基本构模型；根据动态

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