大角度ECAP变形模具制备纯钛的变形织构演化模拟

发布时间：2021-03-01 01:07

　　为了研究等径弯曲通道变形（ECAP）对纯钛变形织构的影响,本研究采用135°模具在室温条件下以C方式对纯钛实施2道次ECAP变形,然后利用X射线衍射（XRD）仪检测了原始纯钛以及ECAP变形后纯钛的织构,并与VPSC自洽理论模型计算的ECAP变形织构进行对比分析。结果表明:原始纯钛组织为等轴状,晶界清晰,其{0002}晶面极图的最大极密度为2.6,且主要为P₁织构,易发生柱面滑移,同时压缩孪生系处于易激活状态。而经1道次ECAP变形后的织构转变为P织构,同时出现C₂织构。经过2道次ECAP变形后,P织构消失,只存在C₂织构。VPSC自洽理论模型计算织构与实验织构大致相同,且2道次ECAP变形之后的纯钛试样均易发生基面滑移、拉伸孪生系更易被激活。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(16)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

ECAP变形示意图

图2是纯钛原始试样及ECAP变形后试样的金相组织。如图2a所示，原始金相组织为等轴状晶粒，晶界清晰，平均晶粒尺寸约为24μm。经1道次ECAP变形后，组织中出现板条状组织和孪晶(如图2b中圆圈所示)，伴随有小部分晶粒的破碎细化，平均晶粒尺寸约为16μm。经2道次ECAP变形之后，组织中出现了大量的孪晶与环状组织(如图2c中箭头所示)，部分晶粒破碎细化，且晶界模糊，平均晶粒尺寸约为12μm。2.2 VPSC自洽理论模型计算

原始纯钛和经过VPSC自洽理论模型计算得到的ECAP变形后纯钛的{0002}、晶面极图如图3所示。由图3a可知，原始纯钛具有较强的P1基面织构[16]，并且沿着ED轴(即图1中的X轴)方向有明显的扩展趋势。{0002}晶面极图的最大极密度为2.6，晶面极图最大极密度为1.7。由图3b可知，经VPSC模型计算的1道次ECAP变形织构向ED轴扩展形成沿TD轴顺时针旋转约60°的P织构和沿TD轴顺时针旋转约30°的C2织构。{0002}晶面极图的最大极密度下降为1.5，晶面极图的最大极密度无显著变化。由图3c可知，经VPSC模型计算的2道次ECAP变形的纯钛仍存在C2织构，而P织构消失。{0002}和晶面极图的最大极密度与1道次相比无显著变化。由于1道次ECAP变形产生剧烈的剪切变形，且结合金相组织可以看出，出现了板条组织且伴随着晶粒的破碎细化，使得原始的P1基面织构消失，并沿着ED轴扩展形成新织构。2道次ECAP变形过程使得剧烈剪切变形累积叠加，{0002}晶面极图的极点向ED轴继续扩展后，极图最强点进一步绕TD轴旋转形成较强的B织构和C2织构。晶面极图的最强点也随着挤压变形量的增加而绕TD轴旋转。结合金相组织可以看出，经过2道次ECAP变形后，出现了大量的孪晶，织构的形成主要依靠大晶粒的破碎。

【参考文献】：
期刊论文
[1]有色金属ECAP加工技术研究[J]. 吴志光.  世界有色金属. 2018(19)
[2]工业纯钛ECAP变形组织与织构演变的EBSD分析[J]. 王力,赵西成,杨西荣,王耿洁,刘晓燕.  稀有金属. 2015(06)
[3]模具通道夹角对纯钛ECAP变形织构演变影响的有限元分析[J]. 陈晓奇,杨西荣,刘晓燕,赵西成,吕梦南.  稀有金属. 2015(11)
[4]纯钛压缩变形下的晶体塑性有限元分析[J]. 郑华雷,杨合,李宏伟.  塑性工程学报. 2013(01)

硕士论文
[1]纯锆多道次ECAP变形细观有限元模拟[D]. 贾鹏博.西安建筑科技大学 2016



本文编号：3056724