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贵州大学 本科毕业论文开题报告 题目：TB6钛合金等温锻成形锻件组织分布规律研究 院（系）：材料与冶金学院 专业： 材料物理101班 姓名： 赖伟 学号： 1008020168 指导老师： 赵飞 贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表 论文(设计)名称 TB6钛合金等温锻成型锻件组织分布规律 论文（设计）来源 教师科研 论文（设计）类型 理论研究论文 指导教师 赵飞 学生姓名 赖炜 学号 1008020168 班级 材物101 一、研究或设计的目的和意义： 本课题研究内容是TB6钛合金等温锻成形锻件组织分布规律研究，主要在金相显微镜下观察在一定温度等温锻造过后成型的TB6钛合金锻件各个部位的组织分布情况、晶粒变形情况，从而研究等温锻造工艺对其组织的影响。这对指导钛合金复杂部件的生产有指导意义。 二、研究或设计的国内外现状和发展趋势： 为了保证钛合金锻件在室温和高温下均具有良好的综合性能，α合金、(α十β)两相合金通常都是在低于β转变温度以下温度范围内以中等应变速率锻造的。这种方法是一种传统的锻造方式，常称作(α十β)两相锻造或常规锻造。但是，由于锻造温度低、变形抗力大，难以锻出形状复杂、尺寸精确度高的锻件，也造成所需设备吨位大、材料利用率低、机械加工量大等问题。为了解决上述问题，出现了β锻造、近β锻造和等温模锻等成形工艺方法[1]。 等温锻造是指自始至终模具与工件保持相同的温度，以低应变速率进行变形的一种锻造方法。为防止锻件和模具的氧化，常在真空或惰性气体保护的条件下进行[2]。等温锻造是近几年发展起来的一种先进的锻造技术。等温锻造是在坯料温度和锻模温度基本一致的情况下进行的。在等温成形条件下，锻件以较低的应变速率进行变形，变形材料能够充分动态再结晶，从而可大部分或全部克服加工硬化的影响。 并不是在任何温度进行等温锻造都可以的，从邱伟、鲁世强[3]等人做的实验可知，锻态TB6钛合金在较低变形温度时(800～950℃)，晶粒尺寸虽然得到了细化，但是再结晶体积分数较小，最大也只有46．5% ，这使得晶粒大小和组织结构呈现不均匀性。在较高的变形温度时(950℃～1150℃)，温度升高促进了动态再结晶的形核和再结晶晶粒的长大，组织均匀性相应得到改善，但变形温度超过1050℃时，虽然动态再结晶较为充分，原始 晶粒和动态再结晶晶粒却都过分长大，合金组织粗化严重，应避免在此温度范围的热加工。 等温锻造有以下特征： 1) 在整个锻造过程中，锻模与锻件始终保持在同一加工温度； 2) 锻造速度很慢，应变速率很小； 3) 为防止氧化，锻模与锻件有时置于真空或惰性气体环境里。与常规锻造相比，等温锻造的优点有：[4,5] 1) 等温锻造可密切控制锻件尺寸，能够锻出形状复杂、精度高的锻件，常规锻造更符合实际需要，节省了原料，大大减少了机加工，降低了成本； 2) 锻造载荷较小，设备吨位大大减小，使锻造高温合金成为可能； 3) 一步等温锻造工序可代替三步～四步常规锻造工序，减少了锻造作业量，提高了效率； 4) 能够实现单道次大变形工艺，从而获得更精细的组织结构； 5) 锻件污损层为0.058 mm，而常规锻造的污损层为0.254 mm； 6) 等温锻造可密切控制加工参数，产品具有均匀一致的微观组织，较少出现粗大晶粒，能够获得20%～30%球状α相，故其机械性能与常规锻造相当或优于常规锻造的； 7) 由于锻造温度较高，使坯料易于充满模具型腔，降低了模具磨损程度； 8) 等温锻件一般无残余应力； 9) 由于消除了模具冷却效应，使得在等温锻造温度下工件的变形特性更接近于材料的真塑性变形特性。 等温锻造温度一般在800℃-1150℃之间，应变速率和变形温度对合金的组织具有明显的影响，动态再结晶晶粒尺寸随应变速率降低和变形温度的升高而增大。合金在较高应变速率变形时，由于塑性变形较快，合金内部具有较高的存储能，使得变形组织中的动态再结晶形核数量较多且形核速度较快，由于没有充分的时间实现晶界的迁移，导致动态再结晶晶粒细小；而合金在低应变速率变形时，晶粒内部位错有足够的时间通过运动而实现重组，从而有利于动态再结晶形核和长大。同时随着变形温度的升高，晶界迁移能力增强，合金中原子热振动及扩散速率加剧，位错的滑移、攀移及交滑移比低温时容易，有利于动态再结晶形核和长大。合金在温度800℃、应变速率1每秒时，粗大的原始β晶粒沿与压缩轴线接近垂直的方向被压扁拉长，晶界发生扭曲变形甚至破碎。由于相邻β晶粒间的位向差较大，原子排列较为混乱，合金在低温高速下变形，位错不容易穿过晶界进行运动，晶界为了协同变形进行迁移，因而发生了晶界扭曲，晶界处的位错密度由于快速变形而急剧增大会产生较大的应力集中，从而进一步导致