【摘要】：為了探明TC4鈦合金室溫下的滯后回彈效應,采用萬能試驗機進行了不同預應變和不同加載速率的滯后回彈實驗;為了揭示滯后回彈變化規(guī)律的微觀機理,采用OM和TEM對微觀組織進行表征。結(jié)果表明:TC4鈦合金經(jīng)過室溫塑性變形卸載后尺寸繼續(xù)變化,具有明顯的滯后回彈效應。隨著預應變以及加載應變率的提高,滯后回彈應變(TDSS)的絕對值均呈現(xiàn)指數(shù)增長。組織分析表明,"流線型"光鏡組織、位錯塞積以及孿晶組織的演變與滯后回彈變化規(guī)律正相關。
【圖文】：

strainvaryingwithloadingstrainrate曲線�？芍�，當加載應變率為9.061×10-4s-1時，10h累積的滯后回彈應變?yōu)?.0×10-4，略高于加載應變率為1.709×10-4s-1時的3.8×10-4。當加載應變率進一步增加到1.810×10-3s-1時，滯后回彈應變?yōu)?.2×10-4，相較于前一加載應變率有30%的增幅。因而滯后回彈應變隨加載應變率的提高也呈現(xiàn)指數(shù)增長的趨勢。采用指數(shù)函數(shù)對上述變化規(guī)律進行擬合，擬合結(jié)果為：4r[0.04409exp(/0.000517)3.7386]10（2）式中，為加載應變率。2.4組織分析圖6a為TC4原始試樣的光鏡組織，其中α(hcp)相為淺色相，β(bcc)相為深色相[9]�？芍�，，原始組織中α與β兩相分布均勻，晶粒尺寸細小，分別約為3和1μm。圖6b~圖6d分別為PI-2、PI-5和PI-8試樣卸載后的OM組織，加載方向沿水平方向�？芍�，隨預應變的增大，β相呈“流線型”分布的組織增多。這說明在較高預應變下，基體α相內(nèi)位錯增殖以及更多的滑移系開動，沿加載方向產(chǎn)生較大的應變，因而使β相隨α相變形呈“流線型”分布；同時，“流線型”組織與“非流線型”組織之間的應變梯度將產(chǎn)生與滯后回彈相關的幾何必須位錯(GNDs)[7,10]。圖7a和圖7b分別為不同加載應變率試樣的OM組織�？芍�，隨加載應變率的增大，β相呈流線分布的組織也增多。將試樣的組織形貌(圖6和圖7)與滯后回彈應變(圖3和圖5)對應可知，“流線型”組織與滯后回彈應變具有一定的相關性，即“流線型”組織增多，滯后回彈應變的絕對值增加。圖6不同預應變試樣的光鏡組織Fig.6Opticalmicrostructuresoforiginal(a),PI-2(b),PI-5(c)andPI-8(d)samplesforTC4titaniumalloyaαβShortstreamlineLongstreamlineModeststreamline5μmb

囡?塑性變形過程中，易產(chǎn)生變形孿晶。通過進一步觀測PI-5和PI-10試樣的透射電鏡組織，發(fā)現(xiàn)組織中含有如圖9a和圖9b所示的孿晶形貌�？芍A應變的提高在一定程度上增加了試樣組織內(nèi)的孿晶數(shù)量，但PI-10試樣中的孿晶厚度與PI-5試樣相近，均在50nm左右。這是由于應力的提高促進了孿晶的形核，但在室溫拉伸變形過程中，孿晶的生長由孿晶界附近的氧原子從晶格的八面體間隙躍遷所控制，為速率受限的圖8TC4試樣卸載后的透射電鏡組織形貌Fig.8TransmissionelectronmicrographsofPI-5(a)andPI-10(b)samplesafterunloading圖9TC4試樣卸載后的孿晶形貌Fig.9DeformationtwinintransmissionelectronmicrographsofPI-5(a)andPI-10(b)samplesafterunloading生長機制[12]。同時，由于晶粒細小，單位體積內(nèi)的晶界數(shù)量多，增加了孿晶形核后的生長阻力，因而預應變的提高沒有明顯增加PI-10試樣中的孿晶厚度。在試樣卸載后的滯后回彈過程中，變形孿晶進行去孿晶過程(或稱孿晶回復)[13,14]，已躍遷的氧原子回aTwinTwin500nmb500nmaSubgrainSubgrain500nmb500nmStreamlineMorestreamlinea10μmb
【作者單位】： 北京理工大學;
【基金】：國家自然科學基金(51175044)
【分類號】：TG146.23

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本文編號：2539269