Ti-Al-Mn系α+β型的TC2鈦合金密度低、比強度高，具有良好的塑性和可焊接性，可在較寬的溫度范圍內熱變形，其擠壓型材和管材可用于制造飛機機翼、襟翼、油管等構件以及焊接組件[1~3]
TC2鈦合金在常溫下是一種具有六方晶體結構的近α型鈦合金，其板材的抗拉強度和硬度隨著冷變形率的提高而變大[4]，退火能改變晶粒取向、優化塑性成形性能，在800℃退火后其強度和塑性俱佳[5,6]
不同的熱處理工藝通過調控α相的形態而改變材料的性能，在焊接工藝中焊接三區因組織結構的不同而呈現出硬度梯度
王彬[7]等發現，焊縫區呈現α相、針狀馬氏體α'相及少量β相的魏氏體結構是TC2鈦合金激光焊接接頭硬度高的內在原因
而β相的作用也不可忽視，宗影影[8]和王星光[2]等研究置氫TC2鈦合金板材的相變、熱變形性能和成形極限時發現，置氫能降低β相轉變而改善成形性能；在軋制過程中冷卻速度調節TC2鈦合金中β相轉變速度，改善成形件的組織狀態[9]
需要研究在加工制造、服役測試過程中材料的動態力學響應[10]，比如噴丸強化的制造工藝、構件遭遇顆粒高速撞擊的服役過程
材料在高應變速率下的性能響應，直接影響工藝制定、服役壽命預測等問題
近年來，韓國強[11]、劉清華[12]、Ran Chun[13]等使用霍普金森壓桿裝置(SHPB)分別研究了Ti2AlNb、TC4 ELI、Ti-55511等鈦合金的動態力學性能
結果表明，雖然微觀組織都存在與加載方向呈45°的絕熱剪切變形及絕熱剪切帶，但其在高應變率下的動態力學響應特征都不相同
對比分析表明，材料的動態流變特征受組織演變行為的影響
確定材料在變形過程中的流變應力與應變、溫度及應變速率的關系，豐富了α+β型鈦合金動態力學響應的研究，構建本構模型是材料加工、仿真模擬的基礎
常溫下材料的本構模型主要有Johnson-Cook[14]型和Zerilli-Armstrong[15]型，其中Johnson-Cook的形式簡單、計算效率高而廣泛應用于商用有限元軟件
而適用于α+β型鈦合金的Zerilli-Armstrong密排六方修改型較為復雜，公式推導過程采用的數學近似處理限制了通用性，熱激活面積的定義忽視了應變率的影響[16]
為了解并描述常溫下TC2鈦合金在高應變率下的變形行為，本文研究TC2鈦合金高應變率下流動應力特征及本構關系，在103-104 s
聲明：
“TC2鈦合金的動態力學特征及其本構模型” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：蘇楠,陳明和,謝蘭生,羅峰,史文祥
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2025年07月24日 ~ 26日 
