[论文导读]考虑摩擦效应的工业纯钛 TA2 热压缩变形本构方程及热加工图

2024-05-30 18:28   重庆  


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论 文 导 读

第14卷  第6期

考虑摩擦效应的工业纯钛TA2热压缩变形 本构方程及热加工图


王晓溪1,张翔2,董兴兵1,刘颖1,唐虓1,徐岩1

(1.徐州工程学院 机电工程学院,江苏 徐州 221018;2.江苏徐工工程机械研究院有限公司,江苏 徐州 221004)

摘要:目的 研究工业纯钛TA2在变形温度为800~950 ℃、应变速率为0.001~1 s1、压下量为50%条件下的热压缩变形行为,构建材料高温本构方程及热加工图。方法 利用Gleeble–3500热模拟试验机进行热压缩试验,对实测流变曲线进行摩擦修正,通过线性回归拟合等方法建立本构方程,基于动态材料模型构建工业纯钛TA2热加工图,确定材料最佳热变形区域。结果 工业纯钛TA2热变形激活能Q为473.491 kJ/mol,应力指数n为3.876 6;最佳热变形参数为变形温度850~950 ℃、应变速率0.02~0.35 s1结论 工业纯钛TA2摩擦修正后的流变应力值均低于实测值,流动应力随变形温度的升高和应变速率的减小而降低。所建立的Arrhenius本构模型可较为准确地描述工业纯钛高温流变行为。工业纯钛TA2在中高温中等应变速率条件下加工性能良好,该区域材料发生了动态再结晶组织转变。


图1  变形前后试样图片

图2  摩擦修正前后工业纯钛TA2真应力–应变曲线

图3  工业纯钛TA2应变速率与流变应力相关性

图4  工业纯钛TA2变形温度与流变应力相关性


图5  工业纯钛TA2的Z参数与流变应力相关性


图6  工业纯钛流变应力预测值与实验值关系

图7  工业纯钛TA2热加工图(≈0.7)

图8  不同条件下工业纯钛TA2热变形组织

总结:

1)摩擦效应对工业纯钛TA2高温流变应力具有显著影响,各条件下摩擦修正后的流变应力值均小于实测值,且随着应变的增加,两者之间的差值逐渐增大。当应变速率恒定时,流变应力随温度的增加而降低;当变形温度恒定时,流变应力随应变速率的增加而升高。

2)基于Arrhenius模型建立了工业纯钛TA2高温热变形本构方程,其表达式为:×。该模型预测值与实测值具有很好的一致性,相关度为0.967 68,平均相对误差为4.39%。
3)工业纯钛TA2最佳热变形区间为变形温度850~950 ℃,应变速率0.02~0.35 s−1,该工艺条件下材料发生了动态再结晶组织转变。

本文引文格式:

DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2022.06.010

期刊英文名称简写:J. Netshape Form. Eng.


王晓溪,张翔,董兴兵,刘颖,唐虓,徐岩等.考虑摩擦效应的工业纯钛TA2热压缩变形本构方程及热加工图[J]. 精密成形工程, 2022, 14(6): 71-77.

Wang Xiaoxi, Zhang Xiang, Dong Xingbing, Liu Ying, TANG Xiao, Xu Yan et al. Thermal compression deformation Constitutive Equation and thermal working diagram of Industrial pure Titanium TA2 considering friction Effect[J]. Precision Forming Engineering, 2022, 14(6): 71-77.


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