论文部分内容阅读
钛及其合金具有低密度、高比强度、较好的耐腐蚀性、良好的生物相容性等诸多优点,因此广泛应用于航空航天、海洋工程、生物医用等领域。本文利用多道次交叉压缩和交叉轧制两种加工方法对TA2工业纯钛板材进行变形,制备高密度孪晶组织,后续对变形试样进行退火,利用光学金相技术(OM)、电子通道衬度(ECC)成像技术、电子背散射衍射(EBSD)技术研究了变形及退火过程中的微观组织、力学性能以及织构演变,并分析高密度孪晶组织的稳定性,得到以下主要结论:
①多道次交叉压缩变形后组织中均出现了大量孪晶组织,变形后生成的孪晶以{10-12}拉伸孪晶(ET)和{11-22}压缩孪晶(CT)为主,{10-12}拉伸孪晶片层较厚,且多分布于变形晶粒内部,{11-22}压缩孪晶片层较薄,多沿晶界分布。变形温度对孪晶密度有显著影响,对孪晶类型影响不大,液氮温度压缩孪晶的密度明显高于常温压缩试样,道次变形量增加,孪晶密度更高。
②孪晶组织在400℃和500℃退火时具有较好的稳定性,孪晶密度没有明显降低,变形量和变形温度对这两个温度孪晶的稳定性影响较小;在600℃(再结晶温度以上)下退火2h,60%累积变形量试样中仍然有一部分孪晶留存,90%试样中孪晶几乎完全消失,形成等轴晶粒组织。
③TA2工业纯钛经不同道次室温交叉轧制后,变形组织被拉长呈针状,且不同道次轧制试样的晶粒尺寸差别不大。变形组织中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主,孪晶片层厚度薄于压缩试样,分布较为弥散,晶界、晶内都有分布。
④交叉轧制试样经500℃退火4h后,变形组织仍呈针状形态,孪晶组分较为稳定。8道次、16道次轧制退火试样中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主,但24道次轧制退火试样中出现了一定比例的一次{10-12}ET,其他类型的孪晶片层细小,分布弥散。
⑤TA2工业纯钛经交叉轧制后,强度提高,塑性下降,且道次与强度呈反比关系,道次越多,屈服强度越低,塑性越好。退火后,试样的强度降低,塑性得到提高,但与初始试样相比强度仍然有显著提升。
①多道次交叉压缩变形后组织中均出现了大量孪晶组织,变形后生成的孪晶以{10-12}拉伸孪晶(ET)和{11-22}压缩孪晶(CT)为主,{10-12}拉伸孪晶片层较厚,且多分布于变形晶粒内部,{11-22}压缩孪晶片层较薄,多沿晶界分布。变形温度对孪晶密度有显著影响,对孪晶类型影响不大,液氮温度压缩孪晶的密度明显高于常温压缩试样,道次变形量增加,孪晶密度更高。
②孪晶组织在400℃和500℃退火时具有较好的稳定性,孪晶密度没有明显降低,变形量和变形温度对这两个温度孪晶的稳定性影响较小;在600℃(再结晶温度以上)下退火2h,60%累积变形量试样中仍然有一部分孪晶留存,90%试样中孪晶几乎完全消失,形成等轴晶粒组织。
③TA2工业纯钛经不同道次室温交叉轧制后,变形组织被拉长呈针状,且不同道次轧制试样的晶粒尺寸差别不大。变形组织中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主,孪晶片层厚度薄于压缩试样,分布较为弥散,晶界、晶内都有分布。
④交叉轧制试样经500℃退火4h后,变形组织仍呈针状形态,孪晶组分较为稳定。8道次、16道次轧制退火试样中孪晶类型以一次{11-22}CT和二次{11-22}-{10-12}CT-ET为主,但24道次轧制退火试样中出现了一定比例的一次{10-12}ET,其他类型的孪晶片层细小,分布弥散。
⑤TA2工业纯钛经交叉轧制后,强度提高,塑性下降,且道次与强度呈反比关系,道次越多,屈服强度越低,塑性越好。退火后,试样的强度降低,塑性得到提高,但与初始试样相比强度仍然有显著提升。