文档介绍：学校代码 10406
分类号
密级
学号 070080503132

题目 TB6 钛合金的热变形组织
演变规律研究

作者邱伟

学科、专业材料加工工程
指导教师鲁世强
申请学位日期 2010年5月
学校代码:10406
分类号: 学号:070080503132

南昌航空大学
硕士学位论文
(学位研究生)

TB6 钛合金的热变形组织
演变规律研究

硕士研究生:邱伟
导师:鲁世强教授
申请学位级别:硕士
学科、专业: 材料加工工程
所在单位: 航空制造工程学院
答辩日期:
授予学位单位:南昌航空大学
Research on Hot Deformation Microstructure
Evolution of Titanium Alloy TB6

A Dissertation
Submitted for the Degree of Master
On Materials Processing and Engineering

By Qiu Wei

Under the Supervision of
Prof. Lu Shi-qiang

School of Aeronautical Manufacturing Engineering
Nanchang Hangkong University, Nanchang, China

May, 2010
南昌航空大学硕士学位论文摘要
摘要
TB6 钛合金是一种近β型钛合金,具有高的比强度、好的断裂韧性、深的淬
透性等特点,适合制造高强高韧的航空锻件。目前,针对 TB6 钛合金在β单相区
的热变形行为、组织演变规律的研究相对匮乏。本文以铸态和锻态两种状态的 TB6
钛合金为主要研究对象,通过等温恒应变速率压缩试验,研究了该合金在β锻造
过程中的变形行为和组织演变规律。在此基础上,构建了 TB6 钛合金动态再结晶
相关预测模型。这对于指导 TB6 钛合金高温锻造生产,并丰富高层错能金属动态
再结晶理论,具有重要的理论意义和实际应用价值。主要研究结果如下:
铸态和锻态TB6钛合金的应力-应变曲线主要呈流动震荡和流动软化两种特
征。两种初始组织的TB6钛合金流动应力均受应变速率的影响较显著;而变形温度
对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。
铸态TB6 钛合金在应变速率大于 -1时,在所有变形温度下的动态再结晶
都发展不充分;而当应变速率为 -1且变形温度大于 1050℃时,动态再结晶发
展较为充分。
锻态TB6钛合金在变形温度800℃~950℃时,晶粒尺寸虽然得到了细化,但再
结晶体积分数较小;在950℃~1150℃时,动态再结晶较为充分,组织均匀性相应
得到改善,但温度超过1050℃,晶粒过分长大,合金组织粗化严重。应变速率增
大可以细化晶粒,但动态再结晶体积分数会随之减小而使晶粒尺寸不均匀性增加,
但应变速率太低时,晶粒又会过分长大而使组织粗化。
以热压缩实验数据和定量测定数据为基础,计算了铸态和锻态TB6钛合金的平
均变形激活能:Q1= kJ/mol,Q2= kJ/mol。同时建立了铸态TB6钛合金动
态再结晶临界应变模型和锻态TB6钛合金动态再结晶临界应变模型、体积分数模型
和晶粒尺寸模型。
从组织均匀性和晶粒细化角度综合考虑,锻态TB6合金热力参数以应变速率
-1,变形温度950℃~1050℃为宜;而铸态TB6钛合金获得细小均匀组织的应变
-1且最佳温度区间为1050℃~1150℃。
关键词:TB6钛合金;流动应力;显微组织;动态再结晶

I
南昌航空大学硕士学位论文 Abstract
Abstract
TB6 is one of the near β titanium alloys, which is especially attractive for
aerospace forging because it presents the properties of high strength, good toughness
and