[00111490]基于热变形的Ti2AlNb合金显微组织调控技术研究

基于 Gleeble 热-力模拟技术,研究 Ti2AlNb 合金平面应变下的热变形行为,建立了本构方程,并基于变形本构方程,对Ti2AlNb合金板材轧制成形进行了数值模拟;研究不同变形条件下 α2 相及 O 相的组织演化规律,探讨平面应变作用下 α2 相、O 相与 B2 相作用机制;在选定的平面应变条件下,分析平面应变诱导 α2 相及 O 相相变机制,探讨平面应变-热处理-显微组织的调控规律。得到了以下结论： （1） 变形温度及变形速率对Ti-22Al-25Nb合金热变形流变曲线的影响较大。变形温度越高,流变应力越小,应变速率越大,流变应力越大;经计算得到Ti-22Al-25Nb合金在此变形条件下的变形激活能为850.15 kJ/mol;构建了本构方程。 （2） 基于变形本构方程,借助Abaqus有限元软件对Ti2AlNb合金板材轧制工艺参数进行了数值模拟分析,通过分析板材厚度方向的位移和等效塑性应变,研究各轧制参数对轧制板形的影响规律。压下量范围为1-4cm（5-20%）,随着压下量的增加,轧制后的Ti2AlNb合金板材厚度误差先减小再增大,当压下量为2-3cm（10-15%）时,Ti2AlNb合金板材的厚度偏差较小,较为平稳,其Mises应力云图较为均匀,压下量为1cm、4cm时,Ti2AlNb合金板材的厚度偏差较大,与理论厚度相差较大;轧辊半径范围为10-50cm,随着轧辊半径的增加,轧制后的Ti2AlNb合金板材厚度误差呈降低趋势,当轧辊半径为30cm时,Ti2AlNb合金板材长厚度方向等效塑性应变和板材厚度偏差分布最为均匀,分布曲线平稳。 （3） 不同变形条件下,合金的显微组织存在较大差异。相同温度下,应变速率较大时,初始α2相颗粒变形程度大,应变速率较小时,α2→O相的转变程度高;相同应变速率下,随着温度的升高,初始α2相被拉长的程度增大,直至1273K时呈短棒状,随着温度降低,在变形过程中析出的O相增多;相比未变形合金,经变形后合金中O相体积分数增加,且沿变形方向被拉长的α2相更易于变形并向O相转变。