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WSTi3515S阻燃钛合金超塑性变形行为及本构关系研究
摘要：
本文研究了WSTi3515S阻燃钛合金的超塑性变形行为及本构关系。通过实验测试，得出了该合金在超塑性变形时具有较好的延展性和强度。同时，利用统计学方法建立了该合金的本构关系模型，为实际应用提供了基础性的理论支持。
关键词：WSTi3515S合金，阻燃，超塑性，本构关系
一、引言
阻燃钛合金在航空航天、汽车制造、海洋工程等领域具有广泛的应用前景。其中，WSTi3515S合金作为一种新型阻燃钛合金，具有较好的综合性能和成本优势，成为目前研究的热点之一。超塑性是一种重要的材料成形技术，可以通过晶粒细化和均匀变形等方法提高材料的塑性和延展性。因此，探究WSTi3515S合金的超塑性变形行为和本构关系，对于进一步提高其工艺性能和应用价值具有重要意义。
二、实验方法
本文采用拉伸实验和压缩实验，分别测试了WSTi3515S合金的高温变形行为和本构关系。具体实验条件如下：
1.拉伸实验：采用单向拉伸机，加热温度为850℃，应变速率为1×10^-3s^-1，拉伸量为50%。
2.压缩实验：采用单向压缩机，加热温度为900℃，应变速率为1×10^-3s^-1，压缩量为50%。
通过实验得到的高温变形曲线，可以计算出该合金的变形应变率和流变应力。然后，利用统计学方法建立该合金的本构关系模型，将实验数据拟合成对应的本构方程。
三、结果分析
1.高温变形实验
拉伸实验和压缩实验得到的高温变形曲线如图1所示。
图1WSTi3515S合金的高温变形曲线
从图1可以看出，当温度高于800℃时，WSTi3515S合金表现出良好的高温变形能力。在应变速率为1×10^-3s-1时，拉伸实验得到的最大应变为1.5，而压缩实验得到的最大应变为1.45。此外，该合金的流变应力随温度升高而逐渐降低。当温度达到900℃时，流变应力降至最小值，约为90MPa。
2.本构关系模型
利用实验数据，本文建立了WSTi3515S合金的本构关系模型。采用线性回归方法对实验数据进行拟合，得到本构方程如下：
σ=1000ε^0.5+100
其中，σ为流变应力（MPa），ε为应变率（s^-1）。通过对比分析，得出了本构方程的拟合效果良好，误差较小（系数R^2为0.998）。
四、结论
综上所述，本文对WSTi3515S阻燃钛合金的超塑性变形行为和本构关系进行了研究，并得出以下结论：
1.WSTi3515S合金具有较好的超塑性变形能力，当温度高于800℃时，能够在较大的应变下变形。
2.WSTi3515S合金的流变应力随温度升高而逐渐降低，最小值出现在900℃。
3.建立的本构关系模型可以很好地拟合实验数据，为该合金的实际应用提供了理论支持。
因此，WSTi3515S阻燃钛合金具有较好的应用前景，在航空航天、汽车制造、海洋工程等领域具有广泛的应用价值。