纯钛塑性变形行为和力学性能研究

发布时间：2021-03-29 09:17

　　本论文以纯钛（TA2）为研究对象,研究了纯钛在不同轧制条件及再结晶退火后的微观组织和力学性能演变。本文主要利用力学拉伸机、显微硬度仪进行力学性能进行测试,利用金相显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）进行微观形貌表征。首先,对纯钛进行大变形量的冷轧以及随后进行不同参数的再结晶退火,对其微观组织和力学性能的演变进行了研究。结果表明,纯钛经过大变形量的冷轧,强度得到了显著的提高。经过再结晶退火处理,纯钛的强度下降但是塑性得到了回复,并通过在450℃下0.5小时长的退火得到了非均质层状结构,提高了拉伸过程中的应变硬化率。非均质层状结构能够通过背应力强化来提高应变硬化率,而这种提高应变硬化率能力与再结晶的比例有关。其次,对不同晶粒尺寸的纯钛进行了较小变形量的液氮轧制,研究其力学性能和微观组织的演变。结果表明,小变形量的液氮轧制激发了高密度的孪晶,并对强度产生了显著提升。{11（?）2}压缩孪晶和{10（?）2}拉伸孪晶是纯钛液氮轧制中激发的两种主要孪晶类型,其中{11（?）2}压缩孪晶主要属于一次孪晶变体,而{10（?）2}拉伸孪晶则大多是以{11（?）2}压缩孪... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

α-Ti的晶体结构[16]

硕士学位论文纯钛塑性变形行为和力学性能研究3图1.2密排六方金属在不同c/a轴比下的塑性变形机制图1.3α-Ti中主要滑移系晶体结构图：（a）基面<a>滑移；（b）柱面<a>滑移;（c）锥面<a>滑移；（d）锥面<c+a>滑移在α-Ti的塑性变形中，滑移系的开动取决于各滑移系开动的临界切应力（CRSS）以及晶粒的施密特因子。各个滑移系开动所需要的临界切应力不一样，在相对较容易开动的<a>滑移中，柱面<a>滑移开动所需的临界切应力最小，基面<a>滑移最大，锥面<a>滑移在二者之间。而锥面<c+a>滑移所需的临界切应力则大于所有<a>滑移。Gong等人[21]通过模拟确定了单晶Ti中各位错开动的CRSS，其中，<a>位错在柱面滑移的CRSS为181MPa，<a>位错在基面滑移的CRSS为209MPa，<c+a>位错在锥面滑移的CRSS为474MPa。施密特因子为受力单晶体的分切应力与轴向应力的比值，所以施密特因子越大

硕士学位论文纯钛塑性变形行为和力学性能研究3图1.2密排六方金属在不同c/a轴比下的塑性变形机制图1.3α-Ti中主要滑移系晶体结构图：（a）基面<a>滑移；（b）柱面<a>滑移;（c）锥面<a>滑移；（d）锥面<c+a>滑移在α-Ti的塑性变形中，滑移系的开动取决于各滑移系开动的临界切应力（CRSS）以及晶粒的施密特因子。各个滑移系开动所需要的临界切应力不一样，在相对较容易开动的<a>滑移中，柱面<a>滑移开动所需的临界切应力最小，基面<a>滑移最大，锥面<a>滑移在二者之间。而锥面<c+a>滑移所需的临界切应力则大于所有<a>滑移。Gong等人[21]通过模拟确定了单晶Ti中各位错开动的CRSS，其中，<a>位错在柱面滑移的CRSS为181MPa，<a>位错在基面滑移的CRSS为209MPa，<c+a>位错在锥面滑移的CRSS为474MPa。施密特因子为受力单晶体的分切应力与轴向应力的比值，所以施密特因子越大

【参考文献】：
期刊论文
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[2]钛合金的应用现状及发展前景[J]. 李梁,孙健科,孟祥军.  钛工业进展. 2004(05)
[3]透射电子显微学的新进展Ⅰ透射电子显微镜及相关部件的发展及应用[J]. 李斗星.  电子显微学报. 2004(03)
[4]钛及钛合金在牙科领域中的研究现状[J]. 张新平,于思荣,夏连杰,何镇明.  稀有金属材料与工程. 2002(04)
[5]钛渣冶炼技术进展及攀枝花钛渣产品开发策略探讨[J]. 杨保祥,黄守华,胡旭东.  攀枝花科技与信息. 2002(02)
[6]船用钛合金发展概况[J]. 孟祥军,汪汀.  钛工业进展. 2000(05)



本文编号：3107321