纯钛板材ECAP变形及组织性能研究

发布时间：2017-09-04 03:13

  本文关键词：纯钛板材ECAP变形及组织性能研究

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【摘要】：等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)技术可制备超细晶材料,提高常规材料的综合力学性能。本文采用通道夹角Φ=135°的模具,在室温下以C方式成功实现工业纯钛板材的1~8道次ECAP变形。利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射技术(XRD)对纯钛板材ECAP变形过程中的组织演变规律及宏观织构进行观察分析,并利用退火实验研究超细晶纯钛板材的组织热稳定性,同时采用拉伸及硬度实验对其力学性能进行测试。结果表明:ECAP变形初期,晶粒逐渐拉长破碎,形成大量位错和孪晶组织。随着挤压道次的增加,位错之间相互作用使得密度逐渐减小,最终小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,形成平均晶粒尺寸约为0.67μm超细晶组织。纯钛板材8道次ECAP变形后,硬度和抗拉强度显著提高。X、Y、Z面的硬度分别高达1910MPa、1943MPa和1911MPa,抗拉强度增至682MPa,提高了98.8%;延伸率随着挤压道次的增加先急剧减小然后又缓慢回升。对超细晶纯钛板材进行150℃~500℃×1h退火的研究结果表明:退火温度对ECAP变形纯钛板材的力学性能有显著的影响。随着温度的升高,材料的显微硬度、抗拉强度逐渐降低,而延伸率有较小的升高。纯钛板材初始织构为柱面织构,随着挤压道次增加,逐渐出现剪切织构,且织构强度逐渐增加。
【关键词】：纯钛板材 等径弯曲通道变形 组织演变 力学性能 热稳定性
【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】：2015
【分类号】：TG146.23
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 本课题研究的背景8-9
• 1.2 ECAP变形简介9-15
• 1.2.1 ECAP变形原理10
• 1.2.2 模具结构10-11
• 1.2.3 挤压速度11-12
• 1.2.4 挤压道次12
• 1.2.5 挤压方式12-13
• 1.2.6 挤压温度13-14
• 1.2.7 润滑条件14-15
• 1.3 工业纯钛板材ECAP变形研究现状15-16
• 1.4 宏观织构简介16-17
• 1.5 工业纯钛宏观织构的研究现状17-18
• 1.6 本课题研究内容及意义18-20
• 2 实验研究内容及方法20-28
• 2.1 实验材料20
• 2.2 实验内容和实验方案20-21
• 2.2.1 实验研究内容20-21
• 2.2.2 实验方案流程图21
• 2.3 纯钛板材ECAP变形21-23
• 2.3.1 金相及拉伸试样的加工方法22-23
• 2.3.2 试样的退火处理23
• 2.4 显微组织试样的制备和观察23-25
• 2.4.1 光学显微组织试样的制备和观察23-24
• 2.4.2 TEM显微组织试样的制备和观察24-25
• 2.5 力学性能试样的制备和测试25-27
• 2.5.1 显微硬度测试25
• 2.5.2 室温拉伸实验25-26
• 2.5.3 拉伸试样断.扫描分析26-27
• 2.6 XRD试样制备及测试27-28
• 3 纯钛板材多道次ECAP变形后的微观组织及力学性能28-42
• 3.1 纯钛板材原始试样光学显微组织28
• 3.2 ECAP变形后光学显微组织28-32
• 3.2.1 ECAP变形后X面光学显微组织28-30
• 3.2.2 Y面光学显微组织30-31
• 3.2.3 Z面光学显微组织31-32
• 3.3 ECAP变形后TEM组织32-35
• 3.4 ECAP变形后的力学性能35-39
• 3.4.1 ECAP变形对硬度的影响35-36
• 3.4.2 ECAP变形对拉伸性能的影响36-39
• 3.5 拉伸断口分析39-42
• 3.5.1 试样拉伸断裂的宏观形貌39
• 3.5.2 拉伸断.的微观形貌39-42
• 4 多道次ECAP变形退火后的微观组织及力学性能42-50
• 4.1 ECAP变形退火后光学显微组织42-43
• 4.2 ECAP变形退火后TEM组织43-44
• 4.3 ECAP变形退火后的力学性能44-50
• 4.3.1 退火温度对硬度的影响44-46
• 4.3.2 退火温度对拉伸性能的影响46-50
• 5 纯钛板材多道次ECAP变形后的宏观织构50-56
• 5.1 XRD极图及分析50-52
• 5.2 ODF图及其分析52-56
• 6 结论56-58
• 致谢58-60
• 参考文献60-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66

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