Ti-Al-Mn系α+β型的TC2钛合金密度低、比强度高，具有良好的塑性和可焊接性，可在较宽的温度范围内热变形，其挤压型材和管材可用于制造飞机机翼、襟翼、油管等构件以及焊接组件[1~3]
TC2钛合金在常温下是一种具有六方晶体结构的近α型钛合金，其板材的抗拉强度和硬度随着冷变形率的提高而变大[4]，退火能改变晶粒取向、优化塑性成形性能，在800℃退火后其强度和塑性俱佳[5,6]
不同的热处理工艺通过调控α相的形态而改变材料的性能，在焊接工艺中焊接三区因组织结构的不同而呈现出硬度梯度
王彬[7]等发现，焊缝区呈现α相、针状马氏体α'相及少量β相的魏氏体结构是TC2钛合金激光焊接接头硬度高的内在原因
而β相的作用也不可忽视，宗影影[8]和王星光[2]等研究置氢TC2钛合金板材的相变、热变形性能和成形极限时发现，置氢能降低β相转变而改善成形性能；在轧制过程中冷却速度调节TC2钛合金中β相转变速度，改善成形件的组织状态[9]
需要研究在加工制造、服役测试过程中材料的动态力学响应[10]，比如喷丸强化的制造工艺、构件遭遇颗粒高速撞击的服役过程
材料在高应变速率下的性能响应，直接影响工艺制定、服役寿命预测等问题
近年来，韩国强[11]、刘清华[12]、Ran Chun[13]等使用霍普金森压杆装置(SHPB)分别研究了Ti2AlNb、TC4 ELI、Ti-55511等钛合金的动态力学性能
结果表明，虽然微观组织都存在与加载方向呈45°的绝热剪切变形及绝热剪切带，但其在高应变率下的动态力学响应特征都不相同
对比分析表明，材料的动态流变特征受组织演变行为的影响
确定材料在变形过程中的流变应力与应变、温度及应变速率的关系，丰富了α+β型钛合金动态力学响应的研究，构建本构模型是材料加工、仿真模拟的基础
常温下材料的本构模型主要有Johnson-Cook[14]型和Zerilli-Armstrong[15]型，其中Johnson-Cook的形式简单、计算效率高而广泛应用于商用有限元软件
而适用于α+β型钛合金的Zerilli-Armstrong密排六方修改型较为复杂，公式推导过程采用的数学近似处理限制了通用性，热激活面积的定义忽视了应变率的影响[16]
为了解并描述常温下TC2钛合金在高应变率下的变形行为，本文研究TC2钛合金高应变率下流动应力特征及本构关系，在103-104 s
声明：
“TC2钛合金的动态力学特征及其本构模型” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：苏楠,陈明和,谢兰生,罗峰,史文祥
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2025年05月23日 ~ 25日 
