TC4-DT合金應(yīng)變誘發(fā)最大m值超塑性變形研究

喻淼真， 王高潮， 鄭漫慶， 徐雪峰

(南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，南昌330063)

隨著斷裂力學(xué)和損傷容限理論的發(fā)展，飛機(jī)零部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由傳統(tǒng)的靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)發(fā)展為損傷容限設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變引起了材料研究方向的改變，目前中強(qiáng)或高強(qiáng)損傷容限型鈦合金成為鈦合金研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)［2］。TC4-DT合金是我國(guó)研發(fā)的一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的損傷容限型鈦合金，它是在普通TC4合金基礎(chǔ)上通過(guò)成分設(shè)計(jì)優(yōu)化、純凈化熔煉和β熱加工工藝等途徑獲得的。該合金在具有一定強(qiáng)度水平(900MPa)的同時(shí)，還具有較低的裂紋擴(kuò)展速率和較高的斷裂韌性。TC4-DT合金作為一種中強(qiáng)損傷容限型鈦合金，已經(jīng)開始應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域［3～6］，并且有望成為飛機(jī)大型整體隔框、梁、接頭等關(guān)鍵承力構(gòu)件的主要材料。國(guó)內(nèi)對(duì)TC4-DT合金的研究主要集中在損傷容限性能方面，但是對(duì)其熱變形性能方面的研究還比較少。

采用應(yīng)變誘發(fā)超塑性方法拉伸試樣，能較明顯地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，形成更多細(xì)小的、等軸晶粒，從而達(dá)到獲得更好超塑性的目的。在此基礎(chǔ)上，作者以TC4-DT鈦合金作為研究對(duì)象，在不同溫度和預(yù)應(yīng)變條件下，通過(guò)基于最大m值法的應(yīng)變誘發(fā)超塑性拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了該合金的超塑性變形情況，以獲取TC4-DT鈦合金的最佳超塑性變形工藝參數(shù)，為該合金的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 試樣制備與實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)采用供應(yīng)態(tài)的TC4-DT合金，其平均晶粒尺寸為15μm(見圖1)，在供應(yīng)態(tài)的TC4-DT合金坯料中切取尺寸為φ12mm×10mm的圓柱狀試樣進(jìn)行能譜測(cè)試(EDS)，精確測(cè)定其成分(原子分?jǐn)?shù)/%)為:Ti90.09，Al 5.56，V 4.32。……