步進軋制Ti-6Al-4V合金棒材顯微組織細化研究.pdf

1、本文利用步進軋機，通過三向壓縮大變形方式對TC4鈦合金棒材進行熱軋加工(一道次由φ40mm變形至φ20mm，變形量為75﹪)，研究了等軸晶粒在上述條件下棒材組織的細化過程和細化機理，并測試了細化后棒材的拉伸性能、沖擊性能和400℃/100小時熱暴露后組織的穩(wěn)定性。以上試驗參數均是結合工程實際進行的，研究結果為TC4合金細晶棒材的研制提供實踐依據。 細化效果研究表明，棒材軋制后顯微組織得到顯著的細化。棒材芯部晶粒尺寸由軋前的5μm

2、×20μm變?yōu)檐堉坪蟮?μm×10μ，棒材邊部的晶粒尺寸由軋前的8μm變?yōu)檐埡蟮?μm×6μm。同時發(fā)現單道次大變形的加工方式(步進軋制)比小變形量多道次(精鍛、兩輥軋制)加工的棒材組織更細小、更均勻。 通過光學金相觀察發(fā)現棒材的晶粒延軋向被拉長，晶粒徑向尺寸減小；橫向上觀察晶粒由等軸逐漸被壓縮變形，晶界得到破碎形成新的晶界，晶界總量增加，組織得到了細化。透射電鏡觀察發(fā)現，在三向壓縮大變形的過程中，晶粒內部的位錯增加，逐漸相互交

3、割、糾纏形成胞狀組織(具有幾何晶界)，胞狀組織在變形的影響下或轉動或崩塌轉變成亞晶粒(具有獨立的滑移系)，進一步增加變形量亞晶會轉變成具有小角度晶界或大角度晶界的新晶粒，這樣單位體積內亞晶界和晶界總量增加，組織得到細化。步進軋制細晶TC4合金棒材與精鍛軋制棒材相比，塑性和沖擊韌性顯著提高。斷口觀察表明，拉伸和沖擊斷口表面平坦，塑坑淺，為典型的韌性斷裂。 本文還研究了細晶棒材經過400℃/100熱暴露后熱穩(wěn)定性。研究表明，這種組織