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TC2钛合金是一种700MPa强度等级并具有较好的塑性的近α型钛合金,主要用作板材结构件、焊接件和各种导管,具有良好的热成形性能,热成形温度在600℃左右。TC2钛合金的板材冲压件已经在航空工业中得到了应用,但是在相同的条件下提高板材的成形性能会使TC2钛合金板材具有更加广泛的应用。钛合金的氢致塑性能够降低钛合金的流变应力并提高延伸率,降低钛合金的热成形温度以达到降低制造成本的目的,是一种能够促使TC2钛合金广泛应用的有效途径。本文采用热处理和固态充氢的方法分别得到氢含量为0wt.%、0.06wt.%、0.13wt.%、0.18wt.%、0.3wt.%、0.44wt.%的TC2钛合金,研究了不同氢含量在450℃~600℃、应变速率0.001/s~0.03/s的拉伸力学性能。当氢含量为0.18wt.%,温度为600℃,应变速率为0.001/s时,氢致塑性作用最明显,屈服强度下降31MPa,抗拉强度下降28MPa,延伸率升高41.5%,激活能降低19.65%。TC2钛合金板材置氢后塑性变形能力提高的原因如下:(1)氢为β相稳定元素,可以降低TC2钛合金的相变点,从0H的950℃降低到0.18H的910℃,使塑性较好的β相的含量增加。(2)氢的快速运动促进了位错的运动,进而促进了变形过程中的动态回复作用。(3)氢致弱键作用,置氢后TC2钛合金的弹性模量降低,降低了TC2钛合金内部原子之间的结合力,这会降低位错开动的临界分切应力,导致流变应力降低。本文还研究了在600℃时,0H和0.18H的TC2钛合金的热成形性能,在基于电子万能实验机的胀形模具上进行胀形实验,得到热成形极限图。模拟和实验的结果一致,0.18H的TC2钛合金的热成形极限更大。0H的FLD0值为0.199,0.18H的TC2钛合金的FLD0值为0.23,提高16%。对于45mm宽的TC2钛合金板材,0H的钛合金板材胀形高度为5.8mm,减薄率为52.8%,而0.18H的钛合金板材的胀形高度为7.14mm,减薄率为71.8%。结果表明置氢可有效地改善TC2钛合金的热成形性能。