TC11鈦合金動態回復與動態再結晶高溫本構模型研究

朱寧遠， 陳秋明， 陳世豪， 左壽彬

（江西理工大學機電工程學院，江西 贛州 341000）

TC11鈦合金是一種典型的α＋β兩相鈦合金，具有比強度高、中高溫性能好和耐腐蝕等特點，廣泛應用于制備航空發動機壓氣機盤、葉片和鼓筒等零件及飛機結構組件[1]。TC11鈦合金在常溫下變形抗力大、塑性成形性能差，是典型的難變形材料，因此，通常采用熱加工工藝制備零部件。但是，TC11鈦合金在熱加工過程中成形溫度窗口窄，變形抗力及組織性能對溫度和應變速率敏感[2]。為制定合理的工藝，充分發掘TC11鈦合金的成形性能，并使所制備的零部件滿足服役的性能需求，需要充分掌握TC11鈦合金高溫流變行為和微觀組織演變規律。

基于材料力學性能試驗，在分析應力應變關系、微觀組織演變規律等的基礎上構建本構模型，是目前研究材料流變行為的有效方法。通常，本構模型可分為統計學模型、唯象本構模型和物理本構模型。統計學模型是指通過數理統計的方法描述鈦合金在不同高溫下的熱變形行為。已有研究者采用支持向量機與人工神經網絡建立了材料的本構模型，并通過蜂群、蟻群和粒子群等算法對相關參數進行優化，取得了較好的預測結果，但該類模型的研究過于依賴回歸分析等數學方法，缺乏明確的物理意義[3]。唯象本構模型能反映變形過程中的應變硬化效應、應變率強化效應和溫度軟化效應，主要包括基于Arrhenius雙曲正弦模型[4-6]、J-C模型[7-8]和KHL模型[9]，其適應性受限于熱力參數取值范圍?！?br>