引言

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，其塑性和抗蠕变机能良好，在航空发起机加力点火室筒体和巡航导弹弹体中均有利用，是一种很有利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，通常选取热成形工艺对其进行加工[4]，因而发展TA32钛合金高温流变行为的钻研对其成形工艺规划的制订及数值仿照拥有重要的意思。。

目前,对于近α型高温钛合金的高温变形行为已进行了大量的钻研，且重要集中在高温流变行为和本构模型方面。。钻研批注，温度和应变速度的变动均会对近α型钛合金的高温流变应力产生影响[5-7]，并提岀了多种高温本构模型用于描述近α型钛合金的高温变形行为。。HAJARI等凶基于双曲正弦型Arrhenius模型成立了T1-6242S钛合金的高温本构模型，但模型中未蕴含应变的影响,仅能对流变曲线的特定点进行预测，拥有肯定的局限性。。PENG等[9]别离选取双曲正弦型Arrhenius模型和人为神经网络步骤描述Ti60合金的高温流变行为，对比发现基于人为神经网络步骤成立的本构模型能更好地表征该合金的高温流变行为，但该模型不足物理意思，外推能力较弱。。肖宁斌等购、、、申发兰等[10]选取Grosman方程别离成立了BTi6431S、、、TA15钛合金的高温本构模型，能较好地预测合金塑性变形段的流变行为。。

目前,国内对TA32钛合金的钻研重要集中在组织机能及成形工艺方面M,而在高温变形行为方面的钻研较少。。为此，作者选取高温拉伸试验钻研TA32钛合金的高温流变行为，并基于修改的Hooke定律和Grosman方程成立了相应的高温流变本构模型，为TA32钛合金热成形工艺的制订及数值仿照提供凭据。。

1、、、试样制备与试验步骤

试验资料选用宝鸡钛业股份有限公司出产的1.5mm厚TA32钛合金板，其化学成分如表1所示,显微组织如图1所示。。由图1能够看出，TA32钛合金的组织由大量白色a相和玄色等轴β相组成.为典型的近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,在试样理论喷涂氮化硼高温氧化剂.预防高温氧化吸氢；；凭据GB/T4338-2006,在UTM5504X型电子全能试验机上进行等应变速度拉伸试验，变形温度别离为650,700,750,800,850°C，应变速度别离为0.100,0.010,0.001s^-1。。

2、、、试验了局与会商

由图3可知
：：TA32钛合金的流变应力受变形温度和应变速度的影响显著，变形温度的升高和应变速度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著，导致流变应力急剧增长，在达到峰值应力后则起头出现流动软化景象，流变应力缓慢降低直至试样断裂；；随着应变速度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、、、应变速度为0.001s^-1前提下，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，阐发出超塑性景象。。

由图4能够看出
：：在一样变形温度下，TA32钛合金的抗拉强度和屈服强度均随着应变速度的减小而降低，伸长率则随之增长；；在一样应变速度下，抗拉强度和屈服强度随着变形温度的升高而降低，而伸长率则增长；；当应变速度为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、、、应变速度由0.100s^-1降落到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拥有温度和应变速度敏感性。。在温度650°C、、、应变速度0.100s^-1前提下，TA32钛合金的抗拉强度为680MPa,约为常温抗拉强度的80%,该合金仍拥有较高的强度，这与其成分中增长的钮、、、規元素的作用有关［14]。。当温度由750°C升至850°C时，TA32钛合金伸长率的增长幅度和强度的降落幅度均较显著，注明在该温度领域内，合金的塑性较好,其在加工时对模具产生的磨损较小，因而该合金适合在750-850°C温度领域内进行热成形加工。。

3、、、本构模型的成立及试验验证

3.1模型的成立

分歧拉伸前提下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别离选取修改的Hooke定律和Grosman方程来描述,具体的表白式如下。。

弹性阶段
：：

塑性阶段
：：

式中
：：σ_e，σ_p别离为弹性阶段和塑性阶段的流变应力；；ε，ε'别离为应变与应变速度；；E为弹性模量；；T为变形温度;m为应变速度敏感系数；；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均与应变速度、、、变形温度有关，因而必要对这5个参数进行拟合。。

3.1.1参数E的拟合选取最小二乘法对图5中各曲线的弹性变形阶段进行拟合，推算得到分歧变形温度和应变速度下的弹性模量，了局如表2所示。。

由表2能够看出，弹性模量与变形温度、、、应变速度有关，其关系式[11]可暗示为式中:A.B别离为应变速度、、、变形温度对弹性模量的影响系数。。

经推算得到的A，B列于表3中。。

由表3可知，影响系数A受变形温度变动的影响较小,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的均匀值及拟合得到的B代入式(4),可得到弹性模量与变形温度、、、应变速度的关系式为

3.1.2参数C，n，n1，m的拟合

由式(1)可知,在均匀塑性变形阶段，当ε—按时，m可暗示为

取ε为0.2时分歧变形温度和应变速度下的真应力，选取最小二乘法对分歧变形温度下的Inσ与lnε'进行拟合,从而得到分歧变形温度下的m。。由图6能够看出，加与变形温度的倒数呈线性关系，其关系式可暗示为

令Cε'^m=C₀,代入式(2),等号双方取天然对数可得

对式(8)求偏导可得

取真应力-真应变曲线的均匀塑性变形阶段的数据进行线性回归分析.得到分歧变形温度、、、应变速度下的n。。n受变形温度和应变速度的影响，其关系式可暗示为

式中
：：A₁，B₁别离为应变速度、、、变形温度对n的影响系数。。

对n进行线性拟合，得到参数A₁，B₁列于表4中。。

由表4可知.A₁根基不变，而B₁与变形温度的倒数呈线性关系，如图7所示。。选取最小二乘法对B1和T^-1进行拟合，得到B,的关系式为

将式(11)代入式（10）得到

将推算得到的加m，n代入式(2),而后对真应力-真应变曲线进行拟合，得到TA32钛合金在分歧前提下的C₀和n₁。。选取同样的步骤可得C和n₁的表白式为

将上述得到的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、、、应变速度为0.100~0.001s^-1前提下的本构模型可暗示为

3.2模型的试验验证

将变形温度、、、应变速度、、、真应变代入式(15)和式(16),得到TA32钛合金的真应力-真应变曲线推算了局，并与试验了局进行对比。。由图8能够看出，在弹性阶段和塑性稳态流变阶段的推算了局与试验了局根基吻合,但因塑性均匀变形阶段的取点数量较少,导致该阶段的推算了局和试验了局存在肯定的误差。。

将由本构模型和试验步骤得到的应力别离标示Hooke定律和Grosman方程成立的本构模型的相在统一坐标系中.如图9所示，推算得到选取修改关系数R和均匀相对误差别离为0.9794和11.1%?由此可见，所成立的高温流变本构模型可能较好地描述TA32钛合金的高温拉伸变形行为,能够用于TA32钛合金高温变形行为的数值仿照及预测。。

4、、、结论

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

(2)在一样变形温度下,合金的抗拉强度和屈服强度随着应变速度的减小而降低，伸长率则增长；；在一样应变速度下，抗拉强度和屈服强度随着变形温度的升高而降低，而伸长率则随之增长;在变形温度650°C、、、应变速度0.100s^-1前提下，合金的抗拉强度为680MPa,约为常温抗拉强度的80%,合金仍拥有较高的强度；；当温度由750°C升至850°C时，合金伸长率的增长幅度和强度的降落幅度均较显著，塑性较好。。

(3)选取成立的1A32钛合金板的高温流变本构方程推算得到的真应力-真应变曲线与试验了局根基吻合,其有关系数和均匀相对误差别离为0.9794和11.1%,该本构模型可较好地描述TA32钛合金的高温拉伸变形行为。。

参考文件
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