TC4-DT鈦合金高溫熱變形行為研究

王小芳， 陳明和， 陳 偉， 朱知壽

(1.南京航空航天大學機電學院，南京 210016;2.蘇州有色金屬研究院，江蘇蘇州 215026;3.北京航空材料研究院，北京 100095)

近年來國際航空結構材料的設計理念逐漸由單純的靜強度設計向現代的損傷容限設計準則轉變，要求鈦合金在具有一定強度水平條件下，還要具有較高的斷裂韌性和較低的疲勞裂紋擴展速率。TC4-DT和TC21鈦合金都是在此理念下我國自主研發的新型損傷容限型鈦合金，這兩種合金形成了強度高低搭配、性能優勢互補的損傷容限型飛機結構件用鈦合金系列。此類結構件常用的加工方法是高溫鍛造，如準β鍛造、β鍛造，這是由于在β相區附近變形后零件的組織主要是在高溫蠕變度、斷裂韌性、疲勞裂紋擴展率等方面有明顯優越性的魏氏組織和網籃組織［1］，這正是損傷容限設計的關鍵所在。由于β工藝本身與材料的熱變形條件密切相關，因此研究合金在不同條件下的高溫熱變形特征對于繼續深入研究其損傷容限性能很有意義。

目前國內對TC21和TC4-DT鈦合金的損傷容限性能研究比較多［2～8］，也得到了相應的應用。另外對TC21的熱變形行為研究也比較多［9～12］，而對TC4-DT合金的熱成形行為的研究則較少，不利于TC4-DT合金的進一步開發和利用。因此本文主要研究TC4-DT合金熱壓縮變形過程中變形溫度、應變速率及變形程度對流變應力和顯微組織的影響，建立合金的Arrhenius型熱變形本構方程，分析熱變形過程中的動態再結晶行為，為制訂生產工藝參數提供一定的理論參考。……