文档介绍：中图分类号: 论文编号:102870512-S254
学科分类号:082503

硕士学位论文

Ti- 钛合金等通道挤压变形
过程研究

研究生姓名邓竹君
学科、专业航空宇航制造工程
研究方向模具 CAD/CAM
指导教师周清副教授

南京航空航天大学
研究生院机电学院
二О一二年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Mechanical and Electrical Engineering

Deformation Behavior of Ti- during
Equal channel angular pressing

A Thesis in

Manufacturing Engineering of Aeronautics and Astronanutics

by

Deng Zhujun

Advised by

Associate Professor Zhou Qing

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Engineering

March, 2012
承诺书

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,
独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明
引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著
作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人
和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复
印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分
内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复
制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)

作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着的医用材料的不断发展,医用钛合金也得到了越来越多的应用,但是目前的医用钛合
金普遍存在着强度不够、不耐腐蚀等缺点,极大地限制了医用钛合金的进一步应用,因此改善
钛合金的性能就显得尤为重要。ECAP(Equal channel angular pressing)法即等通道挤压法
能够细化材料的晶粒,改善材料的性能,应用 ECAP 法来改善医用钛合金的性能是一条非常有效
的途径。
本文首先采用热拉伸试验,研究了 Ti- 钛合金在 600800℃,应变速率在 10-410-1s-1
时的热流变变形行为,求解出了 Ti- 钛合金的本构方程,同时分析研究了 Ti- 钛合
金经过热拉伸变形后和经过热处理后的微观组织。再利用 DEFORM-3D 软件对 Ti- 钛合金进
行了 ECAP 变形有限元模拟,研究了 ECAP 变形的过程,并分析了 ECAP 变形过程中各参数对试样
内部的应力应变和均匀性等的影响。同时根据韧性断裂准则模拟出了试样 ECAP 变形后内部损伤
因子的分布情况,讨论了裂纹产生的原因并提出了减少裂纹损伤的方法。最后对有限元模拟的
结果进行分析对比,得出了各工艺参数对 Ti- 钛合金 ECAP 变形的影响规律,为后续试验
提供了有效的指导。

关键词:ECAP, Ti-,热变形,本构方程,有限元模拟

I
Ti- 钛合金等通道挤压变形过程研究
ABSTRACT
Many titanium alloys are used as implant materials, however, these titanium alloys have such
weaknesses as insufficient strength, insufficient corrosion resistance, which have greatly limited the
further application as biomaterials. Therefore, it is particularly important to improve the properties of