Mechanisches Verhalten einer Ti-6Al-4?V-Titanlegierung mit mikrostruktureller Evolutionsmodellierung unter warmen und superplastischen Bedingungen - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Materials Science and Engineering Technology / Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Year : 2017

Mechanisches Verhalten einer Ti-6Al-4?V-Titanlegierung mit mikrostruktureller Evolutionsmodellierung unter warmen und superplastischen Bedingungen

Mechanical behavior of a Ti-6Al-4 V titanium alloy with microstructural evolution modeling under hot and superplastic conditions

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Abstract

Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, das mechanische Verhalten einer Ti-6Al-4 V-Legierung unter heißen und superplastischen Umformbedingungen zu bewerten und zu verstehen. Zugversuche wurden bei Temperaturen im Bereich von 650 °C bis 950 °C und Dehnungsgeschwindigkeiten zwischen 10-2 s-1 und 10-4 s-1 durchgeführt. Drei gleichachsige Mikrostrukturen, die jeweils durch eine unterschiedliche Ausgangskorngröße (4,88 μm, 3,0 μm und 0,5 μm) gekennzeichnet sind, werden verglichen, um ein Verständnis der Mikrostrukturentwicklung unter warmen und superplastischen Umformbedingungen zu erhalten. Ein genaues Materialmodell mit mikrostrukturellen Überlegungen wird vorgeschlagen. Die Modellfähigkeiten berücksichtigen die Korngrößenentwicklung, die durch die Temperatur und Verformung beeinflusst wird. Die berechneten Strömungsbelastungen hängen stark von der Dehnungsrate und der betrachteten Anfangskorngröße ab. Temperatur- und Dehnungsgeschwindigkeitsbedingungen können in einigen Fällen zu einem Dehnungsverfestigungsphänomen führen. Der Vergleich zwischen Modellreaktion und Experiment zeigt eine gute Übereinstimmung für alle an Ti-6Al-4 V durchgeführten Tests
The present work aims at evaluating and understanding the mechanical behavior of a Ti-6Al-4 V alloy under hot and superplastic forming conditions. Tensile tests were performed at temperature range from 650 °C to 950 °C, at strain rates between 10-2 s-1 and 10-4 s-1. Three equiaxed microstructures, each characterized by a different starting grain size (4.9 μm, 3.0 μm and 0.5 μm), are compared to better understand the microstructural evolutions under hot and superplastic forming conditions and their influence on the mechanical behavior. Hence, an accurate model with microstructural considerations is proposed. The model capabilities consider the grain size evolution that is influenced by the temperature and deformation. The computed flow stresses strongly depend on the strain rate and on the considered initial grain size. Temperature and strain rate conditions may lead to a strain hardening phenomenon in some cases. The comparison between the model response and experiment shows a good agreement for all the tests carried out on Ti-6Al-4 V.
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hal-01622051 , version 1 (06-11-2018)

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Cite

Marcio Wagner Batista dos Santos, Vincent Velay, Vanessa Vidal, Gérard Bernhart, Gilmar Ferreira Batalha, et al.. Mechanical behavior of a Ti-6Al-4 V titanium alloy with microstructural evolution modeling under hot and superplastic conditions. Materials Science and Engineering Technology / Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2017, Special Issue: 11th European Conference on Superplastic Forming (EuroSPF) (Selected contributions), 48 (10), p.952-961. ⟨10.1002/mawe.201700040⟩. ⟨hal-01622051⟩
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