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第26卷第4期2005年8月材料热处理学报TRANSACTIONS0FMATERIALSANDHEATTREATMENTV01．26No．4August2005TC4钛合金的热变形行为及其影响因素王清，李中华，孙东立，武高辉(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001)摘要：利用GIeeble．1500热模拟机测试了Ti一6A1—4V合金在不同温度和不同应变速率下的真应力．真应变曲线，观察热变形前后的组织，分析变形温度、应变速率、原始组织和热处理工艺对合金的热变形行为的作用及影响规律。结果表明，在应变速率为8．3×10。／s条件下，合金在6000C热变形时软化机制以动态回复为主，800。C至900。C热变形时软化机制以动态再结晶为主；700。C热变形时动态回复和动态再结晶可同时发生。淬火和时效可提高合金的热变形抗力。合金在600℃变形时，热变形抗力对在8．3×10～／s一8．3x100／s范围变化的应变速率敏感性较差；当应变速率降至8．3×10～s“时，热变形抗力有较大幅度的降低。在相同的变形条件情况下，魏氏组织的流变应力高于等轴组织。关键词：Ti一6A1—4V钛合金；热压缩变形；显微组织中图分类号：TGl46．2文献标识码：A文章编号：1009—6264(2005)04—0056．04钛合金的屈服极限与弹性极限比值较大，屈强比高，变形抗力和变形回弹量大，塑性较低，成型难度大，因此对钛合金多采用热成型方法。1。。。利用热模拟机对钛合金进行的热压缩试验研究。4。。和利用其它方法对钛合金的高温力学性能和变形行为的研究¨“3。已有报道。为了解决钛合金的成型问题有必要进行热变形行为及其影响因素的研究，以便为热成形工艺的制订提供理论和试验依据。本文考察了变形温度、应变速率、热处理工艺对魏氏组织钛合金热变形行为的影响，对比分析了魏氏组织和(Q+B)等轴组织的热变形行为，对热变形前后的显微组织进行了观察，并讨论了合金在热变形过程中的软化机制。1材料及试验方法试验材料选用两种TC4合金热锻态棒料，其组织分别为魏氏组织和等轴组织。热压缩变形试验在Gleeble一1500热模拟机上进行，压缩试样为怊mm×12mm的圆柱，圆柱的轴向平行于原材料棒料的轴向。变形温度取600℃、700℃、800℃和900℃，应变速率取8．3×10～／s，8．3×10。2，s，和8．3×100／s，加热速度为10℃／s，保温时间为5s，冷却时采用水冷。对具有魏氏组织的棒料采用9000C固溶处理，试样真空封装在石英管中，保温0．5h后水淬。时效处收稿日期：2004—07—27；修订日期：2005—0l—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(50371021)作者简介：作者简介：王清(1956一)，男，博士，副教授，联系地址哈尔滨工业大学材料科学与工程学院国防科技热加工重点实验室。理工艺为500。C保温4h后空冷。2试验结果及分析2．1变形温度对真应力一真应变曲线的影响魏氏组织试样分别经600℃、700。C、800℃和900。C热压缩变形后的真应力一真应变曲线如图1所示。由图可知，在应变速率为8．3×10。3／s的条件下，随着应变温度的增加，魏氏组织试样的真应力一真应变曲线下移。蛊善墨黑甚=声图1魏氏组织试样在不同变形温度下的真应力一真应变曲线(应变速率：8．3×10。／s)Fig．1Truestress—truestraincurvesofTi一6A1—4ValloywithwidmaIlstiittenstructureobtainedatstrainrate8．3×10—3，sanddifferentdeformationtemperatures由真应力一真应变曲线测得的流变应力峰值以及在不同应变量下流变应力的衰减幅度等值示于表1。压缩变形温度由600。C升高至900。C，流变应力峰对应的应变量由0．13减小至0．02，流变应力峰由536MPa下降至49MPa；在此温度区间，温度每升高万方数据第4期王清等：TC4钛合金的热变形行为及其影响因素57100℃，应力峰值分别下降36．9％、42．0％和75．0％，说明变形温度升高，材料的加工硬化能力减弱，热变形抗力减小的速度加快。在应变软化阶段，流变应力衰减的幅度基本上是随温度的升高而增大的；只是700％变形时流变应力的衰减幅度高于8000C，接近900℃变形。应变为0．8时，流变应力下降幅度最大，达到48．5％。600℃变形时应力衰减的幅度最小，应变为0．5和0．8时，应力衰减的幅度分别为13．8％和21．6％。由文献[4]可知，TC4合金静态再结晶温度区间为750—850℃...