原始组织对ECAP变形纯钛组织性能影响研究

发布时间：2020-03-25 16:56

【摘要】：等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)是一种有效制备超细晶材料的剧烈塑性变形工艺。本文选用热轧纯钛棒材(TA1),经650℃、750℃和950℃1小时退火处理,得到不同原始组织的纯钛试样。室温下,对不同原始组织的纯钛试样进行多道次ECAP变形,系统研究了原始组织对室温ECAP变形纯钛组织及性能的影响规律。通过OM、TEM和EBSD对不同原始组织试样及ECAP变形试样的微观组织进行观察,结果显示:原始晶粒尺寸越大,1道次ECAP变形后晶粒细化效果越好,但经过4道次ECAP变形后,原始晶粒尺寸越小,最终得到的组织越细小均匀。室温ECAP变形机制主要为位错滑移和孪生,孪晶统计结果显示:1道次变形后,孪晶数量急剧增加,经过4道次变形后,孪晶总数略有下降;随着退火温度升高,ECAP变形后{101?2}拉伸孪晶增加,{112?2}和{101?1}压缩孪晶减少。XRD宏观织构测试结果显示:退火试样主要为基面织构,还存在部分锥面织构,但织构强弱不同;随着挤压道次的增加,不同原始组织的纯钛试样织构演变规律不同。650℃退火试样和750℃退火试样经过4道次ECAP变形后,分别形成B织构和P_1织构;950℃退火试样2道次变形后形成C_1织构。室温拉伸和压缩实验结果显示:不同原始组织的纯钛经过室温1道次ECAP变形后,强度急剧增大;2道次和4道次变形后,强度增幅较为平缓。不同原始组织的纯钛试样在ECAP变形过程中,强度与孪晶百分数成正比,孪晶数量越多,强度越大。750℃退火试样在1道次变形后,强度最高且增幅最大。超细晶纯钛存在明显的拉伸-压缩不对称性,且随着晶粒尺寸减小,拉伸-压缩不对称性减弱。ECAP变形纯钛的压缩力学性能存在明显的各向异性,沿Z向压缩的屈服强度最大,X向最小。
【图文】：

图 1.1 ECAP 变形工艺示意图ig.1.1 Schematic illustration of ECA的因素主要包括：模具参数条件等。通道夹角 φ 和外圆角 Ψ。次数和模具两通道相交的内模 2cot(φ2+ψ2) + ψcossec(φ2+=N√32cot(φ2+ψ2) + ψcsc(φ2+变；N为总等效真应变。因此影响。其中，通道夹角 φ 是小，从而直接影响挤压后材料

图 1.2 ECAP 挤压方式示意图Fig.1.2 Schematic illustration of four ECAP routes(4) 挤压速度：ECAP 变形过程中挤压速度直接影响试样在变形过程中的。研究发现，挤压速度的大小在一定范围内对晶粒尺寸的影响不大，但压后的组织均匀性有较大影响。当挤压速度较低时，回复时间较长，变组织更均匀。同时，适当提高挤压速度可以有效提高实验效率。(5) 挤压温度：纯钛是典型的密排六方金属，室温下较难发生塑性变形，因的 ECAP 变形均在高温下进行，但高温下进行 ECAP 变形，操作难度较压温度过高，破碎的晶粒易发生长大，晶粒细化效果减弱。 ECAP 制备超细晶纯钛的研究现状ECAP 工艺被用于制备各种超细晶金属材料，，诸如：Al[12]，Cu[13]，Ti[14]，M金属及其合金[16-19]。关于 ECAP 制备超细晶材料方面的研究包括变形工
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.23

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本文编号：2600153