【摘 要】
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TA15合金是一种近α钛合金,具有较好的塑性和加工性能,广泛用于航空、航天领域。目前生产的TA15合金锻件,无论是采用普通模锻工艺还是等温锻造工艺,都或多或少存在表面拉裂、
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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TA15合金是一种近α钛合金,具有较好的塑性和加工性能,广泛用于航空、航天领域。目前生产的TA15合金锻件,无论是采用普通模锻工艺还是等温锻造工艺,都或多或少存在表面拉裂、折叠、充不满等缺陷,这主要是和钛合金高温热变形条件下的流动性差、塑性差、变形温度范围窄有关。为提高产品质量和稳定性,有必要开展钛合金成形相关的研究工作,对现有工艺进行优化。
本文对不同变形和热处理条件下TA15合金锻件的组织性能进行了系统研究,并在热模拟压缩实验基础上建立了。TA15合金高温变形本构方程,通过数值模拟对典型结构件的成形工艺进行了优化。主要包括下列几方面的内容:
系统研究了TA15合金在1000℃～935℃分别变形20％～85％条件下的组织和性能的变化规律,结果表明,变形温度控制在β-15℃～β-35℃之间,变形量应控制在30％～60％,组织性能为最佳。退火处理对组织性能的影响很小。
采用Jonas双曲正弦函数模型,对TA15合金真应力-真应变曲线进行回归,建立了TA15及合金的高温变形的本构方程。
利用DEFORM2D有限元软件对TA15合金典型件锻造成形过程进行了模拟分析。结合正交试验设计的方法研究了坯料加热温度、挤压速度、摩擦条件、模具形状和尺寸对各阶段单位挤压力的影响。预测了TA15合金挤杆成形的最优工艺参数。
确定了TA15典型件挤杆成形优化的模具结构,对500mm/s条件下挤杆成形工艺进行了实验研究。采用优化后的工艺同原工艺相比,其缺陷率由20％以上降低到2％以下。
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