TA7合金多道次熱變形研究指導(dǎo)實際生產(chǎn)

Ti-5Al-2.5Sn（TA7）鈦合金是一種典型的中等強度的近α鈦合金，該類合金由于優(yōu)異的低溫力學(xué)性能及極佳的可焊性，被應(yīng)用于航空和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機、低溫應(yīng)用領(lǐng)域。然而該類合金熱變形的變形抗力較大、加工工藝窗口較窄，需要進(jìn)行多道次熱變形及道次間保溫以達(dá)到目標(biāo)形狀及微觀組織。因此，對典型近α合金TA7多道次過程中的熱變形行為及動態(tài)相變機理展開研究對工業(yè)生產(chǎn)具有重要指導(dǎo)價值。

近日，湖南大學(xué)張輝教授團隊對TA7鈦合金等溫及非等溫多道次熱變形行為展開了系統(tǒng)的研究，并對變形過程中的流變行為、微觀組織演變及動態(tài)相變機理進(jìn)行了深入分析。相關(guān)論文以Constitutive and microstructural characteristics of Ti-5Al-2.5Sn alloy during isothermal and nonisothermal multi-stage hot deformation across different phase regions為題發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds上。

當(dāng)?shù)陀讦孪嘧凕c（995℃）時，合金多道次變形過程中發(fā)生了明顯的流變軟化。變形三道次后合金的流變應(yīng)力與β單相區(qū)（1020℃及1050℃）變形相當(dāng)，這主要與合金熱變形過程中的動態(tài)回復(fù)、動態(tài)再結(jié)晶以及動態(tài)相變行為相關(guān)。此外，研究人員對TA7合金的等溫及非等溫多道次熱變形在α+β相區(qū)及β單相區(qū)分別建立了雙曲正弦本構(gòu)方程，并驗證了本構(gòu)方程的有效性。當(dāng)熱變形處于α+β相區(qū)內(nèi)時，非等溫多道次熱變形的熱變形激活能明顯低于對應(yīng)條件下的等溫多道次。

等溫多道次熱變形過程中觀察到有明顯的動態(tài)相變現(xiàn)象。對處于α+β雙相區(qū)的等溫多道次熱變形，最終TA7合金的微觀組織仍為等軸晶組織。對于非等溫多道次熱變形而言，由于存在相轉(zhuǎn)變的影響，流變應(yīng)力隨著變形溫度的降低而顯著升高，最終的微觀組織則主要由層狀α組成，伴隨有一定程度的再結(jié)晶晶粒。

研究結(jié)果對TA7合金多道次熱變形的實際生產(chǎn)具有重要指導(dǎo)價值，并對其他近α合金的多道次熱變形同樣具有指導(dǎo)作用。