摘要
TC6是一种具有两相组织的钛合金，被大量应用于航空领域。本文以未经细化的TC6钛合金作为研究对象，通过超塑性拉伸实验和超塑性等温锻造实验，研究了TC6在不同实验参数下的热变形行为。推导出基于最大m值的当量应变速率法。并开发了可将当量应变速率应用于工程锻造的控制程序。提出了通过应变速率敏感指数控制锻压进程的方法。 在温度830～910℃，采用恒应变速率法和最大m值法对未经晶粒细化的TC6钛合金进行了高温拉伸实验。实验得出：TC6棒料钛合金最佳变形温度范围为850℃~870℃，TC6钛合金的应力-应变速率敏感区域为2.0×10-4s-1～5.0×10-4s-1。变形温度850℃时，TC6棒料通过最大m值拉伸获得了900%的延伸率。 以最大m值法为基础推导出某变形条件下的当量应变速率-εMaxm，利用该方法可以通过一次实验得到材料当前温度下的最佳应变速率，并能获得最佳的延伸率。基于最大m值当量应变速率-εMaxm能够为金属超塑性材料性能测试提供参考，极大提高了实验效率。经实验测得变形温度830℃、850℃、870℃、890℃时，TC6的当量应变速率为2.6×10-4s-1、3.0×10-4s-1、3.4×10-4s-1和3.3×10-4s-1。在温度850℃和870℃对TC6做了当量应变速率超塑性拉伸实验。获得了892%和855%的延伸率。 随后提出了将最大m值理论应用于工程实践的方法，对400T锻压机进行了程序开发。程序能够实现数据的采集、分析及归档、设备的监控和实时数据曲线生成。 最后对TC6钛合金做了当量应变速率法的锻压实验，运用当量应变速率对TC6航空作动筒进行了模拟。实验和模拟表明基于最大m值的当量应变速率法得到的应变速率，可以使TC6变形过程中的硬化与软化机制相互平衡，获得最佳的塑性效果。在TC6的当量应变速率，流动应力维持在极低的水平，非常适合大型钛合金锻件的生产。
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