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基于M?K理論的NbTiAl合金高溫成形極限曲線預測

2023-02-03 00:58:16孟憲國閆靜鍇雒亞濤周兵營崔學習吳向東
精密成形工程 2023年1期
關鍵詞:理論模型

孟憲國,閆靜鍇,雒亞濤,周兵營,崔學習,吳向東

輕合金成形

基于M?K理論的NbTiAl合金高溫成形極限曲線預測

孟憲國1,閆靜鍇2,雒亞濤1,周兵營2,崔學習2,吳向東2

(1.西安航天發動機有限公司,西安 710100;2.北京航空航天大學 機械工程及自動化學院,北京 100191)

NbTiAl合金在常溫下的塑性較差,針對300 ℃時NbTiAl合金的成形性能進行研究,探究其在高溫環境下的力學性能和成形極限,分析理論預測成形極限的可行性,為進一步研究鈮合金性能和擴展其工程應用提供理論參考。采用高溫單拉和高溫成形極限試驗,獲得了NbTiAl板材在300 ℃的應力應變曲線及成形極限曲線,使用Swift硬化模型針對塑性變形段進行擬合,并采用M?K失穩理論,結合相應的材料本構模型,對NbTiAl合金在高溫環境下的成形極限進行了理論預測,并與實驗數據進行了對比。NbTiAl合金在300 ℃時的塑性應變階段仍然具有加工硬化效應,在初始厚度不均度0為0.998時,得到的理論曲線與試驗點在左側拉?壓區符合得較好,但對右側拉?拉區的理論預測與試驗結果相差較大。NbTiAl合金在300 ℃時具有較好的成形性,采用合適的不均勻度系數,利用M?K理論可以較好地預測NbTiAl合金高溫成形極限曲線左側拉?壓區的極限應變,但對右側拉?拉區域極限應變的預測結果誤差較大。

NbTiAl鈮合金;M?K模型;高溫成形極限;塑性失穩;理論預測;本構方程

隨著航空航天技術的迅速發展,各國將研究的焦點匯聚在新型高溫材料上,傳統的鎳基高溫合金由于其使用溫度極限不超過1 200 ℃,因而無法滿足下一代高性能發動機的要求,近30 a各國深入研究了鋁系金屬間化合物,但其最高使用溫度同樣低于1 200 ℃。……

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