基于M?K理論的NbTiAl合金高溫成形極限曲線預測

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 ℃。……