机械工程学报

作者：韩建超, 姚昊明, 贾燚, 谢广明, 王涛

单位：1. 太原理工大学机械与运载工程学院 太原 030024;2. 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心 太原 030024;3. 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 沈阳 110819

关键词：三相TiAl合金,热塑性变形,相变,动态再结晶,软化机制；

基金：国家自然科学基金(51904205)、中央引导地方科技发展资金(YDZJSX2021A020，YDZX20191400002149)、轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学)开放课题基金(2020RALKFKT014)、中国博士后科学基金(2018M641681)和山西省高等学校科技创新(2019L0216)资助项目

针对TiAl合金热塑性变形困难的问题，通过Gleeble-3800型热力模拟试验机，研究了新型三相Ti-40Al-6V-1Cr-0.3Ni合金在变形温度为1 100~1 225 ℃、应变速率为0.01~0.5 s-1、工程应变为70%条件下的热变形行为。采用Arrhenius双曲正弦函数模型推导出了该合金的本构方程，计算得出其热激活能和应力指数分别为464.74 kJ/mol和2.50，低于现有的变形TiAl合金。基于动态材料模型建立了合金在工程应变为70%时的热加工图。显微组织分析结果表明三相TiAl合金在高温和低应变速率下能进行充分的再结晶，表现出类似于高层错能合金的特征，同时由于V、Cr两种β相稳定元素的加入，拓宽了合金的热加工窗口。β相在高温变形过程中缓解加工硬化方面起到重要作用，其充分的再结晶和相变分解是缓解应力集中的主要方式，同时其作为高温润滑剂缓解晶界和相界处的应力，协调高温难变形α相的变形，改善了材料的热塑性变形能力。根据热加工图和显微组织特征，提出合适的热变形工艺参数，并成功地应用于TiAl合金的近等温无包套锻造。

来源：2022年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第16期