热连轧TC4钛合金棒材裂纹产生的分析研究Simulation Analysis of Crack Damage of TC4 Titanium Alloy Bar during Hot Rolling Process
刘昊,帅美荣,王建梅
摘要(Abstract):
钛合金产品具有优良的性能,应用范围广。然而,该金属轧制成型温度范围窄,在变形过程中极易产生表面裂纹,导致金属损耗严重,产品收得率低。因此,本文基于断裂力学理论,采用有限元软件对TC4钛合金棒材热连轧过程中裂纹损伤进行模拟,通过对比棒材变形区的损伤值,发现在棒材与轧辊接触区域损伤值最大,即在该区域更容易产生表面裂纹;在此基础上,分析了主要工艺参数,包括轧辊偏角、摩擦因数、轧制温度对最大损伤值的影响,发现轧辊偏角的影响最大,且最大偏角不宜超过3. 4°.
关键词(KeyWords): TC4;热连轧;损伤
基金项目(Foundation):
作者(Author): 刘昊,帅美荣,王建梅
参考文献(References):
- [1]蔡建明,曹春晓,马济民,等. TC11钛合金异常双态组织的形成及控制[J].稀有金属材料与工程,2007(12):517-521.
- [2]刘昌奎,张卫方.钛合金疲劳裂纹的萌生与扩展行为研究进展[C]//全国第五届航空航天装备失效分析会议论文集2006年2007(12):387-391.
- [3]邵晖,赵永庆,曾卫东,等.α+β钛合金微观组织对强韧性的影响概述[J].稀有金属材料与工程,2012,41(7):1313-1316.
- [4]徐锋,黄爱军,李阁平,等.热工艺对TC6钛合金显微组织的影响[J].金属学报,2002,38(s1):174-177.
- [5]陈慧琴,林好转,郭灵,等.钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展[J].材料工程,2007(1):60-64.
- [6] ABBASI S M,MOMENI A. Effect of hot working and post-deformation heat treatment on microstructure and tensile properties of Ti-6AI-4V alloy[J]. Trans Nonferrous Metals Soc China,2011,21(8):1728-1734.
- [7]张士宏,宋鸿武,徐勇,等.一种韧性断裂损伤力学建模方法及其应用[J].精密成形工程,2011(6):27-32.
- [8]赵光菊,钟蜀晖,邓建华. TA6V钛合金疲劳小裂纹扩展行为研究[J].贵州大学学报:自然版,2009,26(3):72-76.
- [9]胡建军. DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程[M].北京:北京大学出版社,2011.
- [10]张士宏,陈学伟,王忠堂,等. TC11钛合金热锻成形过程中延性损伤演化模型的建立[J].塑性工程学报,2008,15(3):128-131.
- [11]叶力平,秦建平.钛合金棒材连轧变形过程分析及孔型优化设计[J].稀有金属材料与工程,2015,44(8):2058-2062.
- [12]喻征,赵晓东,李飞,等.铸态Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金热拉伸力学性能及断裂行为[J].太原科技大学学报,2015,36(4):294-300.