Ti-6Al-4V钛合金切削过程中的晶粒细化仿真与试验研究

摘要

在Ti-6Al-4V切削加工过程中存在热-力耦合作用，由此产生的局部高温、高应力和剧烈塑性变形会诱发动态再结晶，导致合金表层晶粒发生细化，从而影响合金加工后的力学性能。为探究切削参数对晶粒细化的影响，进行切削试验，分析切削表层的微观结构特性及物相变化情况，并根据基于位错理论所建的晶粒细化模型，利用Fortran语言将其编写成子程序，对有限元分析软件(ABAQUS)进行二次开发，实现Ti-6Al-4V切削中的晶粒细化仿真。结果表明：仿真后的切削表层产生晶粒细化，细化效果随切削速度增加而降低，且晶粒尺寸由表及里逐渐减小，与试验结果一致；原有α相和β相衍射峰强度随切削速度增加而增加，且生成新的氧化物相，使晶粒细化效果减弱。

关键词

位错密度 / 晶粒细化 / 仿真 / 切削 / 微观组织

基金资助

国家自然科学基金项目(52111530041)