發(fā)布時(shí)間：2020-03-23 16:59

【摘要】： 本文研究了初始晶粒度分別為2μm、4μm和7μm TC21細(xì)晶鈦合金的超塑性能及超塑性變形過(guò)程中的組織演變、斷裂機(jī)制和變形機(jī)理,為合金的應(yīng)用提供理論依據(jù)。 在860℃～950℃溫度范圍和1×10~(-3)s~(-1)～5×10~(-4)s~(-1)應(yīng)變速率范圍內(nèi)對(duì)合金進(jìn)行了超塑性拉伸,拉伸結(jié)果表明TC21合金的超塑性能優(yōu)異,晶粒度為2μm的試樣在最佳變形溫度(890℃)與最佳應(yīng)變速率(5×10~(-4)s~(-1))條件下,斷裂延伸率高達(dá)1400%。實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi),晶粒度為2μm和4μm試樣的應(yīng)力敏感指數(shù)m大于0.5,極值達(dá)到0.87,晶粒度7μm試樣的m值在0.3～0.45之間。 利用金相顯微鏡對(duì)變形組織進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)變形會(huì)誘發(fā)兩相晶粒沿拉伸軸方向聯(lián)接長(zhǎng)大,變形主要在β相內(nèi)。變形初期,晶粒間不斷協(xié)調(diào),力求達(dá)到平衡態(tài),動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象明顯,靜態(tài)晶粒長(zhǎng)大占主導(dǎo)地位;當(dāng)應(yīng)變量達(dá)到一定值時(shí),組織很快達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,進(jìn)入高度穩(wěn)定狀態(tài),從而保證合金獲得優(yōu)異的超塑性能。 掃描電鏡對(duì)斷裂表面的觀察結(jié)果表明:晶粒度為2μm與4μm的試樣因微小空洞的聚集連接而斷裂,斷口宏觀形貌為“點(diǎn)狀”,微觀SEM形貌由大小、深淺不同的韌窩組成;晶粒度7μm的試樣斷口形式為“刀尖形”,可能因解理而開(kāi)裂,最終以滑移方式分離,因而在斷裂表面留下形貌學(xué)上的信息。 晶粒度為2μm與4μm試樣的主要變形機(jī)制為晶界滑動(dòng)。高溫低應(yīng)變速率下,晶界原子擴(kuò)散控制的位錯(cuò)蠕變是主要的變形協(xié)調(diào)機(jī)制。隨著應(yīng)變速率的升高,溫度的降低,原子擴(kuò)散能力減弱,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制逐漸占主導(dǎo)地位。利用透射電鏡在變形α相內(nèi)觀察到規(guī)則排列的位錯(cuò)墻。晶粒度為7μm試樣的變形激活能值遠(yuǎn)大于純鈦的體擴(kuò)散激活能,其變形屬于高溫塑性變形范疇,以晶內(nèi)變形為主。
【圖文】：

c)網(wǎng)籃組織d)片層組織basket·weavemiCYOstrueturelamellarmje拍struettlre圖1.2a+p型欽合金典型的組織形態(tài)Fig.1.2Theeharacteristietwo一PhasestrUetureof哪titaniumalloy合金的組織形態(tài)對(duì)力學(xué)性能的影響作用顯著。組織形態(tài)的微弱變化往往會(huì)造成性能。通常情況下細(xì)小的組織可以提高合金的強(qiáng)度和塑性，還可以延緩裂紋的形核，，變形的必要條件。另一方面，粗大的組織抵抗蠕變和疲勞裂紋擴(kuò)展的能力更強(qiáng)。等具有高的塑性和疲勞強(qiáng)度，并易于超塑性變形;而層狀組織具有高的斷裂韌性、優(yōu)能和抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能。由于雙態(tài)組織綜合了層狀和等軸狀組織的優(yōu)點(diǎn)，因此具哇能[30;32]。塑性簡(jiǎn)介塑性是指材料在拉伸條件下，表現(xiàn)出異常高的伸長(zhǎng)率而不產(chǎn)生縮頸與斷裂現(xiàn)象。當(dāng)

絲迎擔(dān)晶欽合金超塑性變形行為與斷裂特征890℃，最佳應(yīng)變速率為sxlo一，s-，。此時(shí)，延伸率達(dá)到極大值，而峰值流動(dòng)應(yīng)力相對(duì)較小，試樣變形均勻，無(wú)縮頸，見(jiàn)圖2.3。表2.43#試樣(7林m)在實(shí)驗(yàn)條件下的拉伸性能 Table2.4TensileProPertiesofsPeeimens3underthetestedeonditions晶粒尺寸d/林m變形溫度T/℃應(yīng)變速率(‘/s一l)斷裂延伸率(6max/%)峰值流動(dòng)應(yīng)力(ama、/MPa) nUnU一、

本文編號(hào)：2597011