纯钛动态压缩及强迫剪切变形行为的研究

作     者：詹从堃 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈志永

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：TA2 绝热剪切带 动态力学性能 织构 各向异性 

摘      要：本文以工业纯钛TA2板材为研究对象,对经过80%轧制后的板材进行完全再结晶退火处理后,沿板材轧向0°(RD-0°)、45°(RD-45°)、90°(RD-90°)方向选取柱形及帽型试样,利用INSTRON电子拉伸机进行准静态压缩实验,在分离式霍普金森压杆实验装置上进行动态压缩和强迫剪切实验,结合金相显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)等检测分析手段,研究了纯钛动态变形行为、微观组织演化及其各向异性。实验结果表明： 纯钛在强迫剪切变形过程中,剪切带内的变形的主要机制是棱柱面滑移和棱锥面滑移,而剪切带附近变形影响区域的主要的变形机制是棱柱面滑移和孪生,其中孪晶以{1210}拉伸孪晶为主。利用旋转动态再结晶(RDR)机制可以较好解释了实验中剪切带内等轴细晶的形成;热力学计算及剪切带内部电子衍射花样的结果均显示实验中剪切带内并未发生α-β相变。 退火纯钛板不同方向上的力学性能表现出明显的各向异性：准静态压缩时,RD-90°方向屈服强度最大,RD-45°方向次之,RD-0°方向屈服强度最小;流变应力在低应变阶段表现出相同规律;动态压缩及强迫剪切时,屈服强度及流变应力呈现出与准静态压缩时一致的规律。利用晶体塑性变形理论,结合晶体取向分析,定性解释了纯钛压缩力学性能的各向异性。 不同方向上试样的微观组织形貌也呈现差异,RD-0°方向的剪切带较窄,RD-45°方向较宽,RD-90°方向最宽;且RD-90°方向晶粒变形程度以及孪生现象均比其他两个方向更加的剧烈。显微硬度从剪切带中心向基体呈现递减的趋势。同时在剪切带两侧,孪晶密度存在差异,密度大的区域硬度较高,密度低的区域硬度较低,且不同方向的变形影响区域显微硬度也呈现出明差异。 感谢粉末冶金研究院国家重点实验室开放基金项目(2008112047)的资助。