TC4钛合金室温滞后回弹研究
【图文】：
strainvaryingwithloadingstrainrate曲线。可知，当加载应变率为9.061×10-4s-1时，10h累积的滞后回弹应变为4.0×10-4，略高于加载应变率为1.709×10-4s-1时的3.8×10-4。当加载应变率进一步增加到1.810×10-3s-1时，滞后回弹应变为5.2×10-4，相较于前一加载应变率有30%的增幅。因而滞后回弹应变随加载应变率的提高也呈现指数增长的趋势。采用指数函数对上述变化规律进行拟合，拟合结果为：4r[0.04409exp(/0.000517)3.7386]10（2）式中，为加载应变率。2.4组织分析图6a为TC4原始试样的光镜组织，其中α(hcp)相为浅色相，β(bcc)相为深色相[9]。可知，，原始组织中α与β两相分布均匀，晶粒尺寸细小，分别约为3和1μm。图6b~图6d分别为PI-2、PI-5和PI-8试样卸载后的OM组织，加载方向沿水平方向。可知，随预应变的增大，β相呈“流线型”分布的组织增多。这说明在较高预应变下，基体α相内位错增殖以及更多的滑移系开动，沿加载方向产生较大的应变，因而使β相随α相变形呈“流线型”分布；同时，“流线型”组织与“非流线型”组织之间的应变梯度将产生与滞后回弹相关的几何必须位错(GNDs)[7,10]。图7a和图7b分别为不同加载应变率试样的OM组织。可知，随加载应变率的增大，β相呈流线分布的组织也增多。将试样的组织形貌(图6和图7)与滞后回弹应变(图3和图5)对应可知，“流线型”组织与滞后回弹应变具有一定的相关性，即“流线型”组织增多，滞后回弹应变的绝对值增加。图6不同预应变试样的光镜组织Fig.6Opticalmicrostructuresoforiginal(a),PI-2(b),PI-5(c)andPI-8(d)samplesforTC4titaniumalloyaαβShortstreamlineLongstreamlineModeststreamline5μmb
囡?塑性变形过程中，易产生变形孪晶。通过进一步观测PI-5和PI-10试样的透射电镜组织，发现组织中含有如图9a和图9b所示的孪晶形貌。可知，预应变的提高在一定程度上增加了试样组织内的孪晶数量，但PI-10试样中的孪晶厚度与PI-5试样相近，均在50nm左右。这是由于应力的提高促进了孪晶的形核，但在室温拉伸变形过程中，孪晶的生长由孪晶界附近的氧原子从晶格的八面体间隙跃迁所控制，为速率受限的图8TC4试样卸载后的透射电镜组织形貌Fig.8TransmissionelectronmicrographsofPI-5(a)andPI-10(b)samplesafterunloading图9TC4试样卸载后的孪晶形貌Fig.9DeformationtwinintransmissionelectronmicrographsofPI-5(a)andPI-10(b)samplesafterunloading生长机制[12]。同时，由于晶粒细小，单位体积内的晶界数量多，增加了孪晶形核后的生长阻力，因而预应变的提高没有明显增加PI-10试样中的孪晶厚度。在试样卸载后的滞后回弹过程中，变形孪晶进行去孪晶过程(或称孪晶回复)[13,14]，已跃迁的氧原子回aTwinTwin500nmb500nmaSubgrainSubgrain500nmb500nmStreamlineMorestreamlinea10μmb
【作者单位】： 北京理工大学;
【基金】：国家自然科学基金(51175044)
【分类号】：TG146.23
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