【摘要】： 本文研究了初始晶粒度分別為2μm、4μm和7μm TC21細晶鈦合金的超塑性能及超塑性變形過程中的組織演變、斷裂機制和變形機理,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)對合金進行了超塑性拉伸,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1400%。實驗條件范圍內(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。 利用金相顯微鏡對變形組織進行觀察,發(fā)現(xiàn)變形會誘發(fā)兩相晶粒沿拉伸軸方向聯(lián)接長大,變形主要在β相內(nèi)。變形初期,晶粒間不斷協(xié)調(diào),力求達到平衡態(tài),動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象明顯,靜態(tài)晶粒長大占主導地位;當應(yīng)變量達到一定值時,組織很快達到動態(tài)平衡,進入高度穩(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”,可能因解理而開裂,最終以滑移方式分離,因而在斷裂表面留下形貌學上的信息。 晶粒度為2μm與4μm試樣的主要變形機制為晶界滑動。高溫低應(yīng)變速率下,晶界原子擴散控制的位錯蠕變是主要的變形協(xié)調(diào)機制。隨著應(yīng)變速率的升高,溫度的降低,原子擴散能力減弱,位錯運動協(xié)調(diào)機制逐漸占主導地位。利用透射電鏡在變形α相內(nèi)觀察到規(guī)則排列的位錯墻。晶粒度為7μm試樣的變形激活能值遠大于純鈦的體擴散激活能,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)對力學性能的影響作用顯著。組織形態(tài)的微弱變化往往會造成性能。通常情況下細小的組織可以提高合金的強度和塑性，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展的能力更強。等具有高的塑性和疲勞強度，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，因此具哇能[30;32]。塑性簡介塑性是指材料在拉伸條件下，表現(xiàn)出異常高的伸長率而不產(chǎn)生縮頸與斷裂現(xiàn)象。當

絲迎擔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，延伸率達到極大值，而峰值流動應(yīng)力相對較小，試樣變形均勻，無縮頸，見圖2.3。表2.43#試樣(7林m)在實驗條件下的拉伸性能 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/%)峰值流動應(yīng)力(ama、/MPa) nUnU一、

本文編號：2597011