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TC4钛合金因其低密度、高比强度、良好的机械性能及耐腐蚀性能等一系列优点,被广泛地应用于航空航天领域。但由于其在低温下具有变形抗力大,塑性差等难题,所以TC4钛合金零件的成形一般采用热锻成形。TC4钛合金大锻件在热锻成形过程中,坯料的加热温度通常为950℃左右,而模具的温度一般在350℃附近,温差的存在使得在锻造过程中锻件表层的材料经历的是一个降温变形的过程。而目前在锻造工艺条件的设计中,对于材料降温性能参数多采用的是相同温度下的恒温参数进行替代,使得大锻件的表层经常会出现组织及性能上的缺陷。本文研究了TC4钛合金在降温和恒温变形条件下的流变行为,建立了新的能够统一描述不同变形条件下TC4钛合金流变行为的本构模型,并通过成形试验对模型进行验证。首先,本文在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了TC4钛合金的恒温和降温压缩试验。通过对比恒温压缩和降温压缩实验数据发现,在相同瞬时温度、应变和应变速率下恒温压缩流变应力值均要大于降温压缩情况。其次,为了更精确的描述材料在不同温度条件下的流变行为,本文在前人研究的基础上提出了一种新的分段式本构模型,并利用所得实验数据对模型中的各个参数进行了求解。所建本构模型不但能够描述TC4钛合金在恒温压缩变形下的流变行为,通过引入降温速率?使其能够对降温压缩下TC4钛合金的流变应力亦能做出比较准确的预测。再次,针对恒温压缩和降温压缩相同温度下流变应力的不同,本文从材料内部组织在各种变形条件下的变化进行了分析。运用XRD检测手段对不同条件下的TC4钛合金中α和β两相含量的变化关系进行量化分析,分析结果显示在降温条件下合金中的β相明显要多于恒温情况。相含量的分析结果解释了不同条件下流变应力差值存在的原因。最后,本文设计了TC4钛合金T形筋板件挤压成形数值模拟与对比试验。通过数值模拟与实验对比,验证了本文建立的本构模型的可行性与准确性。同时也可为TC4钛合金锻造工艺参数的合理选择设计提供了参考与指导作用。