層片狀組織TC4鈦合金和細晶TA2的絕熱剪切研究.pdf

1、鈦及鈦合金具有比強度高、耐腐蝕性能好等優(yōu)異的特性，在航空航天領域得到廣泛的應用。晶粒細化能顯著提升材料的綜合性能。開展對細晶鈦材絕熱剪切變形的研究，將能夠更好挖掘鈦材的動態(tài)性能，為制備高強高韌的鈦合金提供科學依據(jù)。
　　本文以層片狀組織TC4鈦合金和細晶TA2為研究對象，利用分離式霍普金森壓桿（SHPB）在帽型樣品上進行可控動態(tài)加載實驗獲取絕熱剪切帶(ASB)，運用多向壓縮(MAC)的方法細化晶粒獲取細晶TA2。結合金相顯微鏡(O

2、M)、電子背散射衍射(EBSD)和透射電鏡(TEM)的方法探索了TC4鈦合金和細晶TA2的絕熱剪切變形特征（包括ASB中的微觀結構特征，微觀演化過程和相變規(guī)律），并對TA2的晶粒細化過程和細化機制加以闡明。結果表明:
　　層片狀組織TC4鈦合金絕熱剪切變形時間約為60μs，絕熱溫升達到1500K，超過其再結晶溫度和相變溫度。產(chǎn)生的ASB中心區(qū)域是由低位錯密度的細小等軸晶粒組成，α-Ti相和片狀α"-Ti相混合共存，剪切帶內發(fā)生了相

3、變，光學顯微鏡下的白亮帶是剪切帶內相變所致;ASB中形成了再結晶織構;剪切帶內等軸晶粒晶界是大角度的幾何相關晶界(GNBs);ASB內細小等軸晶粒的形成是動態(tài)再結晶作用的結果。
　　經(jīng)過6道次的多向壓縮變形，TA2的原始晶粒尺寸由25μm劇烈細化到0.2μm;孿生在晶粒細化過程中起主導作用，其細化機制為孿生誘導動態(tài)再結晶機制。
　　細晶TA2的絕熱剪切變形時間約為50μs，ASB內的絕熱溫升達到867K，超過其再結晶溫度。剪