粗层片原始组织的TC11钛合金热变形行为及其热压缩工艺参数优化

摘要

基于粗层片原始组织的α＋β型TC11钛合金的热压缩实验,研究了该合金在950-1100°C、0.001-10s1条件下的热变形行为;依据动态材料模型构建了不同应变下的加工图,并对热压缩工艺参数和变形机制分别进行优化和分析。结果表明,加工图中存在2个功率耗散效率较高区和1个功率耗散效率较低的流变失稳区。这些区域的功率耗散效率呈现出收敛或发散的特征。在α＋β两相区,功率耗散效率收敛区位于950-990°C、0.001-0.01s1范围,其峰值功率耗散效率出现在950°C、0.001s1,前者和后者分别为α＋β两相区较佳和最佳的热压缩工艺窗口;在β单相区,功率耗散效率收敛区位于1020-1080°C、0.001-0.1s1范围,其峰值功率耗散效率出现在1050°C、0.001-0.01s1,前者和后者分别为β相区的较佳和最佳的热压缩工艺窗口。功率耗散效率发散区位于应变速率大于0.5s1的范围内,其对应的流动失稳机制为局部流动,此时流变应力呈现出流变软化现象。在α＋β两相区和β单相区优化工艺窗口内的变形机制分别为动态球化和自扩散控制的动态再结晶。优化结果与变形组织观察结果吻合良好。