層片狀組織TC4鈦合金和細(xì)晶TA2的絕熱剪切研究.pdf

1、鈦及鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好等優(yōu)異的特性，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。晶粒細(xì)化能顯著提升材料的綜合性能。開展對細(xì)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(qiáng)高韌的鈦合金提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文以層片狀組織TC4鈦合金和細(xì)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(jìn)行可控動態(tài)加載實(shí)驗(yàn)獲取絕熱剪切帶(ASB)，運(yùn)用多向壓縮(MAC)的方法細(xì)化晶粒獲取細(xì)晶TA2。結(jié)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(xì)晶TA2的絕熱剪切變形特征（包括ASB中的微觀結(jié)構(gòu)特征，微觀演化過程和相變規(guī)律），并對TA2的晶粒細(xì)化過程和細(xì)化機(jī)制加以闡明。結(jié)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(dá)到1500K，超過其再結(jié)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(xì)小等軸晶粒組成，α-Ti相和片狀α"-Ti相混合共存，剪切帶內(nèi)發(fā)生了相

3、變，光學(xué)顯微鏡下的白亮帶是剪切帶內(nèi)相變所致;ASB中形成了再結(jié)晶織構(gòu);剪切帶內(nèi)等軸晶粒晶界是大角度的幾何相關(guān)晶界(GNBs);ASB內(nèi)細(xì)小等軸晶粒的形成是動態(tài)再結(jié)晶作用的結(jié)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(xì)化到0.2μm;孿生在晶粒細(xì)化過程中起主導(dǎo)作用，其細(xì)化機(jī)制為孿生誘導(dǎo)動態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。
　　細(xì)晶TA2的絕熱剪切變形時間約為50μs，ASB內(nèi)的絕熱溫升達(dá)到867K，超過其再結(jié)晶溫度。剪