TiAl4822 合金鍛造工藝參數(shù)的研究

隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，輕質(zhì)耐高溫材料以其獨特的優(yōu)勢，成為未來航空發(fā)動機(jī)、航天器等航空航天材料的重要發(fā)展方向。TiAl 合金具有高比強(qiáng)度、高比模量和優(yōu)良的抗氧化性能，是當(dāng)前最具開發(fā)潛力的航空航天用輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料。然而，TiAl 合金室溫塑性低，以及高溫變形能力和抗氧化性能不足成為其工程化應(yīng)用的最大障礙。因此，解決該類合金的熱加工塑性差的問題，對實現(xiàn)TiAl 合金產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用十分必要。

本研究選取TiAl4822 合金進(jìn)行鍛造工藝參數(shù)研究，通過TiAl4822 合金不同鍛造工藝參數(shù)的試驗和鍛造試塊性能分析，摸索適宜的鍛造溫度、應(yīng)變速率、變形量等鍛造工藝參數(shù)，確保TiAl4822 合金在工藝窗口范圍內(nèi)良好的鍛造可加工性。

試驗方法、材料以及設(shè)備

試驗設(shè)備

TiAl4822合金等溫鍛造工藝試制采用2000t等溫鍛造裝置，該裝置可保證鍛造過程溫度及變形速度，滿足此次試驗的需求。

試驗材料

試驗材料采用中科院金屬所制造的

260mm 鑄錠。鑄錠的室溫抗拉強(qiáng)度為381MPa，700℃抗拉強(qiáng)度為311MPa，850℃抗拉強(qiáng)度為397.5MPa，室溫延伸率為1.06%，700℃延伸率為5.6%，850℃延伸率為0.7%。

二是流域統(tǒng)一調(diào)度?！稐l例》明確了流域水資源調(diào)度方案及引江濟(jì)太調(diào)度方案與有關(guān)年度調(diào)度計劃的法律地位，從全流域水資源配置和水環(huán)境改善以及發(fā)生供水安全事故應(yīng)急處理的總體需求出發(fā)，實施流域水資源統(tǒng)一調(diào)度，協(xié)調(diào)和平衡省市關(guān)系，有效統(tǒng)籌流域和區(qū)域、防洪與排澇、洪水與水資源以及改善水環(huán)境等方面的關(guān)系。

試驗方法

通過TiAl 合金(TiAl4822)不同鍛造參數(shù)下的等溫鍛造工藝試驗，分析鍛造溫度、變形速率、變形量和鍛后冷卻方式對鍛造熱加工性的影響；后采用初步確定的工藝參數(shù)范圍開展鍛造試驗，并進(jìn)行試塊力學(xué)性能分析，根據(jù)分析結(jié)果得出一個最優(yōu)的鍛造工藝參數(shù)。

試驗步驟：鍛造前采用電爐到溫裝爐方式對坯料加熱，加熱時間按厚度乘以保溫系數(shù)計算，坯料加熱保溫結(jié)束后在2000t 鍛造壓機(jī)上進(jìn)行鍛造，鍛后試塊冷卻至室溫后熱處理，試塊熱處理工藝參數(shù)為：1240℃保溫2h 后冷卻。

根據(jù)前期試驗結(jié)果，調(diào)整鍛造工藝參數(shù)，并對不同應(yīng)變速率下鍛造的TiAl4822 鈦合金試塊進(jìn)行力學(xué)性能分析，并與原始的鑄錠性能進(jìn)行比較。在

260mm的棒料上切取35mm×75mm×75mm試料若干，在鍛造溫度1150℃，變形量為40%、不同的應(yīng)變速率(10

、4×10

、10

)下進(jìn)行近等溫鍛造，鍛后爐冷至室溫。按1240℃、保溫2h 后爐冷熱處理后加工成拉伸試樣，在拉伸試驗機(jī)上測試試樣室溫和高溫拉伸性能。

試驗過程以及結(jié)果分析

前期鍛造參數(shù)確定

GaAs晶體折射率由傳統(tǒng)模型確定.將式(13-14)式代入式(12)中，即可得到不同調(diào)制因素變化條件下晶體的最佳取向，即折射率變化最大取向.圖2-4分別給出的調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相條件下，GaAs晶體的折射率變化最大取向曲線.

⑴不同鍛造溫度對力學(xué)性能的影響。

根據(jù)上述試驗得出以下結(jié)論：隨著鍛造溫度的升高，TiAl4822 合金的塑性逐漸提高，鍛造試塊的開裂傾向減小，鍛造溫度低于1120℃時鍛造開裂傾向較大；隨著應(yīng)變速率的減小，TiAl4822 合金的熱加工塑性逐漸提高，合金變形過程中的內(nèi)應(yīng)力減小，鍛造試塊的開裂傾向減??；TiAl4822 合金對溫度應(yīng)力比較敏感，鍛后冷卻方式對鍛造試塊開裂傾向的影響明顯，鍛后宜采用隨爐冷卻方式。

不同鍛造參數(shù)下的力學(xué)性能分析

圖1 為上述第1 組試驗的鍛造試塊，圖2 為第1組(爐冷)至第4 組試驗的鍛造試塊，圖3 為第5 組至第8 組試驗的鍛造試塊。

前期試驗?zāi)繕?biāo)是初步確定鍛造溫度范圍、應(yīng)變速率及鍛后冷卻方式。在

260mm 的棒料上切取25mm×25mm×70mm試料若干，按不同參數(shù)進(jìn)行近等溫鍛造，第1 次試驗參數(shù)見表1。

根據(jù)前期試驗結(jié)果，調(diào)整鍛造工藝參數(shù)，對不同溫度下鍛造的試塊進(jìn)行力學(xué)性能分析，并與原始的鑄錠性能進(jìn)行比較。在

260mm 的棒料上切取35mm×75mm×75mm 試料若干，在應(yīng)變速率為4×10

，變形量為40%條件下，分別在1100℃、1120℃、1150℃溫度下進(jìn)行近等溫鍛造，鍛后爐冷至室溫。按1240℃保溫2h 后爐冷熱處理后加工成拉伸試樣，在拉伸試驗機(jī)上測試試樣室溫和高溫拉伸性能。

⑵不同鍛造應(yīng)變速率對力學(xué)性能的影響。

圖4 和圖5 分別為不同鍛造溫度下，試樣的抗拉強(qiáng)度和室溫延伸率趨勢圖，由圖可以看出，室溫抗拉強(qiáng)度與鍛造溫度成正比。隨著鍛造溫度的升高，室溫抗拉強(qiáng)度有明顯的升高，高溫抗拉強(qiáng)度隨著鍛造溫度的升高也在逐漸提升。當(dāng)鍛造溫度高于1120℃時，高溫抗拉強(qiáng)度沒有明顯的提升。鍛造溫度對試塊室溫延伸率以及700℃高溫延伸率影響不明顯。850℃高溫延伸率波動明顯，延伸率最高達(dá)30%，延伸率最低為4%。本次試驗鍛造的TiAl4822 合金力學(xué)性能高于原始鑄錠。

睡眠是個體必需的生理過程，睡眠不足嚴(yán)重危害人體的心理生理健康，對于冠心病患者來說尤為重要，但冠心病患者往往普遍存在睡眠質(zhì)量差的問題，導(dǎo)致患者出現(xiàn)焦慮，乃至抑郁的狀態(tài)[12]。本研究顯示，觀察組實施認(rèn)知行為護(hù)理模式，遵醫(yī)行為良好率明顯優(yōu)于對照組，且觀察組睡眠質(zhì)量（PSQI評分）亦優(yōu)于對照組。

經(jīng)連續(xù)三血管觀及冠狀切面觀綜合掃查后發(fā)現(xiàn)40例病例中有20例為RAA+LDA+ALSA，占比約50%，因無伴發(fā)畸形及染色體檢查正常，全部順利生產(chǎn)，產(chǎn)后進(jìn)一步檢查證實；15例為迷走左鎖骨下動脈，占約37%；1例為肺動脈吊帶，占比約3%，產(chǎn)后經(jīng)CTA證實并做手術(shù)，4例為雙主動脈弓（其中包含1例MRAA被誤診），占比約10%，家屬選擇終止妊娠，經(jīng)孕婦及家屬同意，由具有資質(zhì)的病理醫(yī)師及超聲醫(yī)師尸解，發(fā)現(xiàn)其中一例為MRAA右弓優(yōu)勢。檢查誤診率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。詳見表。

國內(nèi)電動機(jī)界的研究者們對磁通切換電動機(jī)的研究工作也已逐步展開，諸多高校以及研究機(jī)構(gòu)現(xiàn)有了較為深入的研究并取得了較大的成果，東南大學(xué)、浙江大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、南京航天航空大學(xué)這幾所學(xué)校的研究者已經(jīng)走在了對磁通切換電動機(jī)研究者的前列。

圖6 為不同應(yīng)變速率下試樣的抗拉強(qiáng)度，圖7 為不同應(yīng)變速率下試樣的延伸率，由圖可以看出，隨著鍛造應(yīng)變速率的增大，TiAl4822 合金室溫抗拉強(qiáng)度降低；鍛造應(yīng)變速率對高溫抗拉強(qiáng)度、室溫延伸率以及700℃高溫延伸率影響不明顯；850℃高溫延伸率波動明顯，延伸率最高達(dá)29%，延伸率最低為3%。本次試驗鍛造的TiAl4822 合金力學(xué)性能高于原始鑄錠。

作為一種開發(fā)大腦的思維工具、一種教學(xué)策略、學(xué)習(xí)策略、評價策略，思維導(dǎo)圖在英語教學(xué)和學(xué)習(xí)中的使用喚醒了沉睡的右腦，不但利于學(xué)習(xí)者左右腦的開發(fā)，想象力的提高，發(fā)散思維的培養(yǎng)，而且由于其簡單易學(xué)、實用且個性化，所以在持續(xù)使用的過程中極大地迎合了不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而也能夠拓展學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，成為解決與教學(xué)風(fēng)格相匹配問題的最佳策略。

⑶不同鍛造變形量對力學(xué)性能的影響。

水利工程相比于其他工程而言，其本身具備相對更大的工程管理難度以及更多的潛在干擾因素。這主要是因為，當(dāng)前較多的水利工程本身都處在峽谷或者高山等偏僻的特殊區(qū)域內(nèi)。因此由于受到當(dāng)?shù)亓?xí)俗以及惡劣自然環(huán)境給其帶來的突顯影響，那么將會增大與之有關(guān)的施工管理難度。除此以外，水利工程很可能表現(xiàn)為繁多的工程施工量以及多種多樣的施工干擾因素，上述因素來源于外在環(huán)境或者某些人為影響。

根據(jù)前期試驗結(jié)果，調(diào)整鍛造工藝參數(shù)，并對不同變形量鍛造的TiAl4822 合金試塊進(jìn)行力學(xué)性能分析。在

260mm的棒料上切取35mm×75mm×75mm試料若干，在應(yīng)變速率為4×10

，鍛造溫度為1150℃、不同的變形量(30%、35%、40%、45%)下進(jìn)行近等溫鍛造，鍛后爐冷至室溫。按1240℃、保溫2h 后爐冷熱處理后加工成拉伸試樣，在拉伸試驗機(jī)上測試試樣室溫和高溫拉伸性能。

一次變形量為45%的鍛造試塊如圖8 所示，變形量為45%參數(shù)下的鍛造試塊有較大裂紋，單火次變形量超過40%后，鍛造試塊的開裂傾向性增大。

圖9 為不同變形量下試樣的抗拉強(qiáng)度，圖10 為不同變形量下試樣的延伸率，由圖可以看出，單火次鍛造變形量小于40%時，室溫抗拉強(qiáng)度及700℃高溫抗拉強(qiáng)度隨著試塊鍛造變形量的增加而增加；單火次鍛造變形量超過40%后，抗拉強(qiáng)度基本保持穩(wěn)定；單火次鍛造變形量對850℃高溫抗拉強(qiáng)度、室溫延伸率及700℃高溫延伸率影響不明顯；850℃高溫延伸率波動明顯，延伸率最高在47%左右，延伸率最低在26%左右。本次試驗鍛造的TiAl4822 合金力學(xué)性能高于原始鑄錠。

結(jié)論

通過對TiAl4822 合金的鍛造工藝參數(shù)研究可以得出以下結(jié)論：

⑴鍛造溫度、應(yīng)變速率及鍛后冷卻對TiAl4822合金鍛造的影響十分關(guān)鍵。隨著鍛造溫度的降低，材料熱加工塑性降低，鍛造溫度低于1120℃時，易產(chǎn)生鍛造裂紋；應(yīng)變速率超過4×10

時，隨著應(yīng)變速率的提高，材料的變形抗力增加，易產(chǎn)生鍛造裂紋，應(yīng)變速率超過10

后鍛件裂紋十分嚴(yán)重；該材料對溫度應(yīng)力較為敏感，在快速的冷卻方式下，宏觀開裂傾向明顯，宜采用隨爐冷卻方式。

⑵鍛造溫度1150 ℃、應(yīng)變速率4×10

以及變形量40%條件為適宜的鍛造工藝參數(shù)，鍛造后TiAl4822合金力學(xué)性能較鑄錠力學(xué)性能有明顯提升。

⑶在鍛造溫度1150℃、應(yīng)變速率4×10

，測試溫度850℃的條件下，鍛件的延伸率高于其他的鍛造工藝參數(shù)與其他的測試溫度下的值，表現(xiàn)出超塑性的特性，后續(xù)需增大樣本量，繼續(xù)摸索和總結(jié)其潛在規(guī)律。

后續(xù)深入研究重點：根據(jù)前期試驗結(jié)果，細(xì)化TiAl4822 合金鍛造工藝參數(shù)，通過細(xì)化的工藝參數(shù)結(jié)果分析，確定其最優(yōu)的鍛造工藝參數(shù)，為后續(xù)的TiAl4822 合金鍛件生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。