小序

TA32钛合金是在TA12钛合金的基础上研制的一种新型近α型高温钛合金，，，，，，，，其塑性和抗蠕变性能优良，，，，，，，，在航空发念头加力燃烧室筒体和巡航导弹弹体中均有应用，，，，，，，，是一种很有应用潜力的耐高温钛合金[1-3]。。。。。。。TA32钛合金在常温下的塑性较差，，，，，，，，一样平常接纳热成形工艺对其举行加工[4]，，，，，，，，因此开展TA32钛合金高温流变行为的研究对其成形工艺计划的制订及数值模拟具有主要的意义。。。。。。。

现在,关于近α型高温钛合金的高温变形行为已举行了大宗的研究，，，，，，，，且主要集中在高温流变行为和本构模子方面。。。。。。。研究批注，，，，，，，，温度和应变速率的转变均会对近α型钛合金的高温流变应力爆发影响[5-7]，，，，，，，，并提岀了多种高温本构模子用于形貌近α型钛合金的高温变形行为。。。。。。。HAJARI等凶基于双曲正弦型Arrhenius模子建设了T1-6242S钛合金的高温本构模子，，，，，，，，但模子中未包括应变的影响,仅能对流变曲线的特定点举行展望，，，，，，，，具有一定的局限性。。。。。。。PENG等[9]划分接纳双曲正弦型Arrhenius模子和人工神经网络要领形貌Ti60合金的高温流变行为，，，，，，，，比照发明基于人工神经网络要领建设的本构模子能更好地表征该合金的高温流变行为，，，，，，，，但该模子缺乏物理意义，，，，，，，，外推能力较弱。。。。。。。肖宁斌等购、申发兰等[10]接纳Grosman方程划分建设了BTi6431S、TA15钛合金的高温本构模子，，，，，，，，能较好地展望合金塑性变形段的流变行为。。。。。。。

现在,海内对TA32钛合金的研究主要集中在组织性能及成形工艺方面M,而在高温变形行为方面的研究较少。。。。。。。为此，，，，，，，，作者接纳高温拉伸试验研究TA32钛合金的高温流变行为，，，，，，，，并基于修正的Hooke定律和Grosman方程建设了响应的高温流变本构模子，，，，，，，，为TA32钛合金热成形工艺的制订及数值模拟提供依据。。。。。。。

1、试样制备与试验要领

试验质料选用宝鸡钛业股份有限公司生产的1.5mm厚TA32钛合金板，，，，，，，，其化学因素如表1所示,显微组织如图1所示。。。。。。。由图1可以看出，，，，，，，，TA32钛合金的组织由大宗白色a相和玄色等轴β相组成.为典范的近α型组织。。。。。。。

在试验合金板上截取如图2所示的高温拉伸试样,在试样外貌喷涂氮化硼高温氧化剂.避免高温氧化吸氢；；；；；凭证GB/T4338-2006,在UTM5504X型电子万能试验机上举行等应变速率拉伸试验，，，，，，，，变形温度划分为650,700,750,800,850°C，，，，，，，，应变速率划分为0.100,0.010,0.001s^-1。。。。。。。

2、试验效果与讨论

由图3可知：TA32钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著，，，，，，，，变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小;在变形初期，，，，，，，，合金加工硬化作用显着，，，，，，，，导致流变应力快速增添，，，，，，，，在抵达峰值应力后则最先泛起流动软化征象，，，，，，，，流变应力缓慢降低直至试样断裂；；；；；随着应变速率的降低和温度的升高，，，，，，，，峰值应力降低，，，，，，，，流动软化阶段变长;在变形温度为850°C、应变速率为0.001s^-1条件下，，，，，，，，TA32钛合金的峰值应力降低至60MPa左右，，，，，，，，伸长率为275.3%,其流动软化阶段近乎为一条水平线，，，，，，，，体现出超塑性征象。。。。。。。

由图4可以看出：在相同变形温度下，，，，，，，，TA32钛合金的抗拉强度和屈服强度均随着应变速率的减小而降低，，，，，，，，伸长率则随之增添；；；；；在相同应变速率下，，，，，，，，抗拉强度和屈服强度随着变形温度的升高而降低，，，，，，，，而伸长率则增添；；；；；当应变速率为0.001s^-1、变形温度从650°C升高到850°C时,TA32钛合金的抗拉强度由607.2MPa降至72.1MPa,伸长率则由70%增至275%；；；；；当变形温度为850°C、应变速率由0.100s^-1下降到0.001s^-1时.抗拉强度由299.8MPa降至72.1MPa.伸长率由82%增至275%。。。。。。？？？？？杉,TA32钛合金的高温拉伸变形行为具有温度和应变速率敏感性。。。。。。。在温度650°C、应变速率0.100s^-1条件下，，，，，，，，TA32钛合金的抗拉强度为680MPa,约为常温抗拉强度的80%,该合金仍具有较高的强度，，，，，，，，这与其因素中添加的钮、規元素的作用有关［14]。。。。。。。当温度由750°C升至850°C时，，，，，，，，TA32钛合金伸长率的增添幅度和强度的下降幅度均较显着，，，，，，，，说明在该温度规模内，，，，，，，，合金的塑性较好,其在加工时对模具爆发的磨损较小，，，，，，，，因此该合金适合在750-850°C温度规模内举行热成形加工。。。。。。。

3、本构模子的建设及试验验证

3.1模子的建设

差别拉伸条件下TA32钛合金的真应力-真应变曲线如图5所示，，，，，，，，其弹性阶段和塑性阶段可划分接纳修正的Hooke定律和Grosman方程来形貌,详细的表达式如下。。。。。。。

弹性阶段：

塑性阶段：

式中：σ_e，，，，，，，，σ_p划分为弹性阶段和塑性阶段的流变应力；；；；；ε，，，，，，，，ε'划分为应变与应变速率；；；；；E为弹性模量；；；；；T为变形温度;m为应变速率敏感系数；；；；；n，，，，，，，，n1心均为应变硬化指数;C为强化系数。。。。。。。

其中,E,C,m,n和n1均与应变速率、变形温度有关，，，，，，，，因此需要对这5个参数举行拟合。。。。。。。

3.1.1参数E的拟合接纳最小二乘法对图5中各曲线的弹性变形阶段举行拟合，，，，，，，，盘算获得差别变形温度和应变速率下的弹性模量，，，，，，，，效果如表2所示。。。。。。。

由表2可以看出，，，，，，，，弹性模量与变形温度、应变速率有关，，，，，，，，其关系式[11]可体现为式中:A.B划分为应变速率、变形温度对弹性模量的影响系数。。。。。。。

经盘算获得的A，，，，，，，，B列于表3中。。。。。。。

由表3可知，，，，，，，，影响系数A受变形温度转变的影响较小,B则随变形温度的升高而减小。。。。。。。B与变形温度的倒数呈线性关系,经线性拟合得

将A的平均值及拟合获得的B代入式(4),可获得弹性模量与变形温度、应变速率的关系式为

3.1.2参数C，，，，，，，，n，，，，，，，，n1，，，，，，，，m的拟合

由式(1)可知,在匀称塑性变形阶段，，，，，，，，当ε—准时，，，，，，，，m可体现为

取ε为0.2时差别变形温度和应变速率下的真应力，，，，，，，，接纳最小二乘法对差别变形温度下的Inσ与lnε'举行拟合,从而获得差别变形温度下的m。。。。。。。由图6可以看出，，，，，，，，加与变形温度的倒数呈线性关系，，，，，，，，其关系式可体现为

令Cε'^m=C₀,代入式(2),等号双方取自然对数可得

对式(8)求偏导可得

取真应力-真应变曲线的匀称塑性变形阶段的数据举行线性回归剖析.获得差别变形温度、应变速率下的n。。。。。。。n受变形温度和应变速率的影响，，，，，，，，其关系式可体现为

式中：A₁，，，，，，，，B₁划分为应变速率、变形温度对n的影响系数。。。。。。。

对n举行线性拟合，，，，，，，，获得参数A₁，，，，，，，，B₁列于表4中。。。。。。。

由表4可知.A₁基本稳固，，，，，，，，而B₁与变形温度的倒数呈线性关系，，，，，，，，如图7所示。。。。。。。接纳最小二乘法对B1和T^-1举行拟合，，，，，，，，获得B,的关系式为

将式(11)代入式（10）获得

将盘算获得的加m，，，，，，，，n代入式(2),然后对真应力-真应变曲线举行拟合，，，，，，，，获得TA32钛合金在差别条件下的C₀和n₁。。。。。。。接纳同样的要领可得C和n₁的表达式为

将上述获得的E,C,n,n₁,m关系式代入式(1)和式(2)中.则TA32钛合金在变形温度为650?850°C、应变速率为0.100~0.001s^-1条件下的本构模子可体现为

3.2模子的试验验证

将变形温度、应变速率、真应变代入式(15)和式(16),获得TA32钛合金的真应力-真应变曲线盘算效果，，，，，，，，并与试验效果举行比照。。。。。。。由图8可以看出，，，，，，，，在弹性阶段和塑性稳态流变阶段的盘算效果与试验效果基本吻合,但因塑性匀称变形阶段的取点数目较少,导致该阶段的盘算效果和试验效果保存一定的误差。。。。。。。

将由本构模子和试验要领获得的应力划分标示Hooke定律和Grosman方程建设的本构模子的相在统一坐标系中.如图9所示，，，，，，，，盘算获得接纳修正关系数R清静均相对误差划分为0.9794和11.1%?由此可见，，，，，，，，所建设的高温流变本构模子能够较好地形貌TA32钛合金的高温拉伸变形行为,可以用于TA32钛合金高温变形行为的数值模拟及展望。。。。。。。

4、结论

(1)在变形温度650-850°C、应变速率0.100?0.001s^-1条件下,TA32钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著，，，，，，，，变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小。。。。。。。

(2)在相同变形温度下,合金的抗拉强度和屈服强度随着应变速率的减小而降低，，，，，，，，伸长率则增添；；；；；在相同应变速率下，，，，，，，，抗拉强度和屈服强度随着变形温度的升高而降低，，，，，，，，而伸长率则随之增添;在变形温度650°C、应变速率0.100s^-1条件下，，，，，，，，合金的抗拉强度为680MPa,约为常温抗拉强度的80%,合金仍具有较高的强度；；；；；当温度由750°C升至850°C时，，，，，，，，合金伸长率的增添幅度和强度的下降幅度均较显着，，，，，，，，塑性较好。。。。。。。

(3)接纳建设的1A32钛合金板的高温流变本构方程盘算获得的真应力-真应变曲线与试验效果基本吻合,其相关系数清静均相对误差划分为0.9794和11.1%,该本构模子可较好地形貌TA32钛合金的高温拉伸变形行为。。。。。。。

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