引言
TB6钛合金广泛应用于航空轻量化领域，该合金的主要优势有：耐腐蚀性好、易加工、延展性好、强度高、自重轻[1]。在动荷载及高温的条件下，金属材料易产生形变，此时热温度和应变率等因素的改变必然会对其力学性能产生一定影响[2]。温度软化效应、应变率强化效应发生在材料中，然而材料热变形行为受两种条件的影响不同，应变率不断增大的情况下，材料流动应力受恒定温度作用影响而不断增大；另外当温度不断提高时，流动应力在应变率恒定的情况下则开始降低[3-4]。
相关研究吸引了很多学者。霍思含等[5]针对热轧TA18钛合金棒材卡站压缩试验，结果表明，经热轧后的TA18钛合金棒材均可以得到均匀的显微组织，在压缩变形量为30%时压缩强度达到最大。黄立国等[6]通过真空感应凝壳熔炼方法制备了Ti-6Al-4V-0.1B合金铸锭，随后在850～985℃的温度范围内和0.001～1s-1的应变速率范围内开展热压缩测试，结果显示合金的流动应力对温度和应变速率都是敏感的。
张俊喜等[7]采用分离式霍普金森压杆（SHPB）方法测试Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-2Nb-1Cr-0.1Si-Fe合金双重退火后组织和力学性能，提高了材料的断裂应变。
综上所述，本文在探究力学性能参数影响规律时，主要从流动应力、动态屈服强度、材料应力—应变关系曲线等在受热温度、应变率及应变不同条件下变化规律展开研究分析，为制备更优性能的钛合金板材提供了一定的参考价值。
1、实验
本次试验选用TB6钛合金管材为试件原材料，尺寸为ø219mm×6mm壁厚。按照ø5×5圆柱体标准完成准静态压缩试件设计，该试件尺寸图如图1所示。
试样数及试验参数值如表1所示。第一，准静态拉伸重复试验要求应变率保持在0.001s-1，同时展开2次，基本力学参数可通过此得到；第二，静压缩试验则需保证应变率和温度调整至固定的变化数值。
2、金属材料应变率效应
在塑性变形下材料很容易因为位错密度变化导致应变率效应产生，当位错密度不断增大时，流动应力则相应提高[8]。当绝热温升效应在较高应变率下产生，在应变率耦合及温度的作用下，流动应力转变为应变率效应，并且复杂度更高[9]。
当受热温度不断提高时，金属材料屈服强度下降，表现为应力—应变曲线下移。高温条件下材料内部原子产生作用，从而造成合力降低，这种情况下也会很大程度上减少内晶体运动阻力，所以流动应力在材料塑性变形的过程中，表现为易受温度变化的宏观影响，温度不断升高，流动应力相应降低。
3、试验结果分析
3.1准静态压缩试验
TB6钛合金在高温准静态压缩下屈服强度测试结果，如表2所示。
温度不同时，TB6钛合金高温力学性能的应力—应变关系曲线如图2所示，为不同温度下TB6钛合金在准静态压缩过程中性能表现情况。经观察发现，当受热温度不断升高时，应力应变曲线开始呈现下移的趋势，并且这种变化趋势随着温度升高越快而越显著，这一现象意味着材料力学性能极易受受热温度的影响[10]。曲线在温度达到100℃时贴近常温值，所以力学性能不易受温度影响，当温度升至200℃时，与常温状态相比，应力应变曲线下降趋势相对较小，但是当温度继续升温至300℃和400℃时，应力应变曲线下降趋势极其明显。
3.2组织演变分析
对各压缩温度条件制得的TB6钛合金试样进行扫描电镜表征得到的微观形貌如图3所示。结果发现，所有压缩温度条件下的合金组织中都形成了大量第二相颗粒，并且整体分布形态都较均匀，颗粒外形主要为短棒型与类球形结构。利用图像分析软件统计得到第二相比例如表3所示。
可以发现，以200℃和400℃得到的TB6钛合金第二相比例相对25℃的条件发生了明显升高；其中，200℃和400℃条件下的TB6钛合金中形成了比例基本相近的第二相，而400℃的板材形成了更少的短棒型第二相；表3给出了挤压比26.2条件下的铝合金板材各元素含量EDS测试结果。可以看到，此时形成了具有球型结构的Al2Fe析出相，同时形成了TiAlFe条形析出相。
TB6钛合金型材的力学性能受多方面因素的影响。伴随挤压比的增大，材料形变加大同样会导致材料第二相更加弥散与细碎，析出板条状β相数量增加、密度增大。伴随挤压比的不断增大，在高温环境下合金极易出现再结晶，造成晶粒变大，然而因为第二相更加弥散、密集，限制晶粒长大，因此合金晶粒的尺寸并没有出现显著的改变。
4、结论
本文开展航空内燃机用TB6钛合金高温压缩成形特性分析，得到研究结果如下：
（1）TB6钛合金在应变在增加过程存在的应变硬化效应较强。其应变硬化效应作用较强，应变率强化效应较弱。
（2）压缩后合金组织中都形成了大量第二相颗粒，整体分布形态都较均匀，颗粒外形主要为短棒型与类球形结构。
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