【摘 要】
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本文以Ti-5322钛合金为研究对象,借助Gleeble-3500热模拟实验机对Ti-5322钛合金进行热压缩变形。研究分析该合金在变形温度（900～1050℃）、变形速率(0.01～1s-1)以及最大应变量为60%变形条件下的热变形过程。利用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）来探究在热模拟过程中高温组织的演变规律,揭示动态再结晶的形核方式,为Ti-5322钛合金的β单相区变形工艺的优化提供理
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本文以Ti-5322钛合金为研究对象,借助Gleeble-3500热模拟实验机对Ti-5322钛合金进行热压缩变形。研究分析该合金在变形温度（900～1050℃）、变形速率(0.01～1s-1)以及最大应变量为60%变形条件下的热变形过程。利用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）来探究在热模拟过程中高温组织的演变规律,揭示动态再结晶的形核方式,为Ti-5322钛合金的β单相区变形工艺的优化提供理论支持。本文的创新点与结论如下:通过对真应力-应变曲线的分析可得:变形过程中材料的流变应力值会因为变形速率的升高以及实验温度的降低而增大。同时基于实验数据基础上构建了Ti-5322钛合金关于峰值应变的Arrhenius高温本构模型,通过计算得到热变形激活能Q=189.39KJ/mol,计算所得Q值大于自扩散激活能,这表明该合金在变形过程中发生的机制主要是位错的滑移及攀移。同时经验算,该本构方程所得峰值预测值与实测值最大误差为11.6%,平均误差为4.03%,这表明该高温本构方程能够准确的描述Ti-5322钛合金在热变形过程中不同实验参数对流变应力值的影响。根据流变应力曲线及热力学不可逆原理,得到Ti-5322钛合金发生动态再结晶的峰值应力（sp）,临界应力（sc）,峰值应变（εp）以及临界应变（εc）,同时确定了Ti-5322钛合金在热模拟过程中的临界应变和动态再结晶体积分数模型。通过分析实验数据可得,临界应变随着变形速率的降低及变形温度的增加而减小;动态再结晶体积分数在一定的变形条件下随着变形温度以及变形量的增大而增加。结合OM和SEM图可知,动态再结晶是Ti-5322钛合金在热变形过程中主要软化机制,在变形过程中该合金动态再结晶的晶核首先出现在初始晶粒晶界处,以原始晶界弓出为主的不连续动态再结晶（DDRX）是该合金在热变形过程中最主要的形核机制。借助Deform-3D软件实现对Ti-5322钛合金热变形过程中流变应力模型以及动态再结晶体积分数模型的数值模拟,模拟结果表明:合金在压缩过程中,应力和应变分布呈区域化,工件中心区域应力及应变分布与其他区域差异较大,并且随着变形条件的改变而变化。工件中心易变形区首先产生动态再结晶现象,并且随着变形量的增大中心区域出现完全动态再结晶。在一定变形条件下,变形温度的升高会提高动态再结晶进行程度。
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