基于M-K模型的TA15钛合金高温成形极限

毕静，马博林，张艳苓，4，张志，4，吴向东，*

（1.中国航空制造技术研究院，北京100024； 2.塑性成形技术航空技术重点实验室，北京100024；3.北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京100083； 4.数字化塑性成形技术及装备北京市重点实验室，北京100024）

TA15钛合金属于一种近α型钛合金，由于其在高温条件下具有较好的强度和热稳定性，在高性能飞机重要构件的制造中得到了广泛的应用［1-2］。在高温成形工艺中，温度和应变速率对TA15钛合金的微观组织有着明显影响［3-4］，进一步影响其宏观高温变形行为［5-7］。对于TA15钛合金板料，其高温环境下的成形极限曲线（Forming Limit Curve，FLC）对于衡量TA15高温变形能力及优化高温成形工艺参数有至关重要的作用，因此，研究温度等工艺参数对TA15钛合金高温成形极限曲线的影响有重要实际意义。

金属板料的成形极限曲线由不同应力或应变状态下的应变对构成，一般情况下通过拉伸处于不同应力或应变状态下的金属板料可获得其极限应变，主要试验方法包括Nakajima试验法及M-K试验法等。此外，结合失稳理论也可对金属板料成形极限曲线进行理论预测。目前应用最为广泛的失稳理论是Marciniak和Kazim ierz提出的凹槽理论，简称为M-K失稳理论［8］。考虑到屈服准则及强化规律，利用该理论可实现金属板料在不同温度及应变速率下的成形极限曲线理论预测。然而该理论预测结果严重依赖于初始厚度不均匀度，往往需要通过与试验数据对比才可获得较为精确的预测结果。

考虑到高温环境下的试验复杂性，对于金属板料，特别是钛合金板料，其高温环境下的成形极限研究相对较少。……