论文部分内容阅读
TC4-6061钛铝合金复合板同时兼有两种组元合金的优点,是一种重量轻,强度高,耐磨,耐腐蚀的优质材料,在航空、航天、汽车、石油化工和生活用品等领域具有非常广阔的应用前景。本文采用经典复合板理论对TC4-6061复合板的力学性能进行了计算,利用有限元软件DEFORM模拟了TC4-6061复合板的热轧复合过程,并利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对模拟结果进行了试验验证。基于经典复合板理论推导出了TC4-6061复合板的刚度和强度计算公式,计算出不同包覆率的TC4-6061复合板的刚度、强度和比刚度、比强度。计算结果表明:随着钛合金层相对厚度的增加,TC4-6061对称复合板的拉伸刚度、弯曲刚度、拉伸强度和弯曲强度都迅速增加,拉伸比刚度和拉伸比强度变化不大,弯曲比刚度和弯曲比强度呈先增加后减小的趋势。包覆率在0.3~0.6范围内,TC4-6061对称复合板的力学性能较好。利用DEFORM-2D软件对TC4-6061复合板的热轧复合过程进行了有限元模拟,提出了TC4-6061复合板接触界面结合状况的预判模型。分析了不同压下量、不同轧制温度下复合板中的应力场、应变场、速度场和温度场分布,得出其轧制过程的变形规律。模拟结果表明轧制温度在350℃到450℃之间时,两种金属能够形成复合的临界压下率在25%左右。轧制温度在350℃时,当压下率超过30%时复合板的结合效果较好,而轧制温度在400℃到450℃之间时,只要压下率超过25%时两种金属就能形成良好结合。在轧制温度在350℃~450℃内,当压下率在30%到35%之间时轧辊对两种合金板已复合的部分破坏程度较大,而且轧制温度越低破坏程度越大。对TC4-6061复合板的热轧复合工艺进行了试验验证,确定了热轧工艺参数。对不同轧制温度、不同压下率条件下制备出的TC4-6061复合板进行了SEM和EDS分析,验证了有限元模拟结果的准确性。并对TC4钛合金和6061铝合金的结合界面进行了分析,用表面薄膜破裂机理解释了两种金属的结合机制。