基于位错密度分析的Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织在热轧及退火过程中的演变机制
发布时间：2021-08-17 04:34
采用金相（OM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）等手段研究了Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织在热轧及轧后退火过程中的组织演变规律及机制。研究结果表明:热轧及轧后退火难以实现片层α相的球化,仅能实现α相的连续化分布及β相的球化。热轧过程中位错密度无法有效累积是造成片层α相再结晶驱动力缺失的主要原因。同较粗的片状α相相比,在相同轧制力下,细小β相更易破断,并在随后的退火过程中实现扩散球化。根据分析,本工作提出了Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织热轧+退火过程中的组织演变机制。此外研究发现,Ti811钛合金片层组织在热轧过程中可形成织构指数为■的板织构。
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
Ti811钛合金片层组织
图3a所示为50%热轧工艺下试样的EBSD晶界图,图中ND为轧面法向,TD为横向。分析发现:原始片状α相经热轧变形后“合并”为大小不等的不规则“α块”,“块”内α相内部及相邻α相之间以绿色线条的亚晶界(即取向差在2°以内)相连。由于取向差较小,亚晶界在光学显微照片中无法辨别,因此片状α相呈现近似连续分布的特征。分析相邻晶粒取向差分布图(见图3b)可知,组织中约有60%左右的晶界表现为亚晶界,这与图3c中所统计的亚结构(黄色区域)的体积分数68.1%相匹配。图3c中蓝色区域代表50%热轧工艺下所形成的α再结晶晶粒,其体积分数仅占3.2%。图3d、e分别为50%热轧+600 ℃/90 min、 FC工艺下α相的高分辨照片及选区电子衍射照片。从图3d可以看到α相中的亚晶界仍清晰可见,这表明热轧过程中所形成的亚晶界较难通过退火转变为大角度晶界。根据分析,本工作认为造成片状α相无法有效球化的原因可归结为:初始片状α相较为粗大,难以通过变形实现相内晶体结构的有效“分离”,此外片状α相在热轧过程中难以累积足够缺陷(位错等)以驱动球化(再结晶)的完成。图3 50%热轧工艺下样品的:(a)EBSD晶界图, (b)相邻晶粒取向差分布图, (c)再结晶分布图;50%热轧+600 ℃/90 min、FC工艺下: (d) TEM高分辨图, (e)选区电子衍射图
图2 不同工艺条件下Ti811钛合金的显微组织: (a) 33%; (b) 50%; (c) 67%; (d) 33%+600 ℃/90 min、FC; (e) 50%+600 ℃/90 min、FC; (f) 67%+600 ℃/90 min、 FC为了验证上述推断,本工作基于Kubin[13]所建立的数学模型,对50%热轧工艺下组织中的几何必须位错GND(Geometrically necessary dislocations)密度进行了估算。该模型如式(1)所示[14]:
【参考文献】：
期刊论文
[1]TA11钛合金超高周疲劳行为[J]. 焦泽辉,于慧臣,钟斌,李旭东,周静怡. 航空材料学报. 2017(03)
[2]BT25钛合金在两相区变形过程中的显微组织定量分析[J]. 王杨,曾卫东,马雄,周建华,王晓英,王腾. 中国有色金属学报. 2013(07)
[3]TA11钛合金亚动态再结晶行为研究[J]. 齐广霞,于广义,陈晓峰. 锻压技术. 2011(02)
[4]热轧TB2钛合金织构多晶板动态压缩性能的各向异性[J]. 陈志永,才鸿年,王富耻,谭成文,胡韶华,京方程. 稀有金属材料与工程. 2010(12)
[5]α-Ti中a型位错的运动及相互作用的分子动力学模拟[J]. 王皞,徐东生,杨锐. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[6]TA11钛合金高温变形微观组织演变分析[J]. 党淼,齐广霞,史丽坤. 热加工工艺. 2010(04)
本文编号：3347067
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
Ti811钛合金片层组织
图3a所示为50%热轧工艺下试样的EBSD晶界图,图中ND为轧面法向,TD为横向。分析发现:原始片状α相经热轧变形后“合并”为大小不等的不规则“α块”,“块”内α相内部及相邻α相之间以绿色线条的亚晶界(即取向差在2°以内)相连。由于取向差较小,亚晶界在光学显微照片中无法辨别,因此片状α相呈现近似连续分布的特征。分析相邻晶粒取向差分布图(见图3b)可知,组织中约有60%左右的晶界表现为亚晶界,这与图3c中所统计的亚结构(黄色区域)的体积分数68.1%相匹配。图3c中蓝色区域代表50%热轧工艺下所形成的α再结晶晶粒,其体积分数仅占3.2%。图3d、e分别为50%热轧+600 ℃/90 min、 FC工艺下α相的高分辨照片及选区电子衍射照片。从图3d可以看到α相中的亚晶界仍清晰可见,这表明热轧过程中所形成的亚晶界较难通过退火转变为大角度晶界。根据分析,本工作认为造成片状α相无法有效球化的原因可归结为:初始片状α相较为粗大,难以通过变形实现相内晶体结构的有效“分离”,此外片状α相在热轧过程中难以累积足够缺陷(位错等)以驱动球化(再结晶)的完成。图3 50%热轧工艺下样品的:(a)EBSD晶界图, (b)相邻晶粒取向差分布图, (c)再结晶分布图;50%热轧+600 ℃/90 min、FC工艺下: (d) TEM高分辨图, (e)选区电子衍射图
图2 不同工艺条件下Ti811钛合金的显微组织: (a) 33%; (b) 50%; (c) 67%; (d) 33%+600 ℃/90 min、FC; (e) 50%+600 ℃/90 min、FC; (f) 67%+600 ℃/90 min、 FC为了验证上述推断,本工作基于Kubin[13]所建立的数学模型,对50%热轧工艺下组织中的几何必须位错GND(Geometrically necessary dislocations)密度进行了估算。该模型如式(1)所示[14]:
【参考文献】：
期刊论文
[1]TA11钛合金超高周疲劳行为[J]. 焦泽辉,于慧臣,钟斌,李旭东,周静怡. 航空材料学报. 2017(03)
[2]BT25钛合金在两相区变形过程中的显微组织定量分析[J]. 王杨,曾卫东,马雄,周建华,王晓英,王腾. 中国有色金属学报. 2013(07)
[3]TA11钛合金亚动态再结晶行为研究[J]. 齐广霞,于广义,陈晓峰. 锻压技术. 2011(02)
[4]热轧TB2钛合金织构多晶板动态压缩性能的各向异性[J]. 陈志永,才鸿年,王富耻,谭成文,胡韶华,京方程. 稀有金属材料与工程. 2010(12)
[5]α-Ti中a型位错的运动及相互作用的分子动力学模拟[J]. 王皞,徐东生,杨锐. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[6]TA11钛合金高温变形微观组织演变分析[J]. 党淼,齐广霞,史丽坤. 热加工工艺. 2010(04)
本文编号：3347067
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